边缘检测实验报告

实验二边缘检测一、实验原理两个具有不同灰度值的相邻区域之间总会存在边缘，边缘是灰度值不连续的表现。

由于边缘试图向上灰度变化最剧烈的地方，传统的边缘检测就是利用了这点。

对图像上的个点像素点进行微分或二阶微分来确定边缘像素点。

一阶微分图像的峰值处对应着图像上的边缘点，二阶微分图像的零值处对应着图像上的边缘点。

根据属数字图像的特点，处理图像过程中常采用差分来代替导数运算，对于简单的一阶导数运算，由于具有固定的方向性，只能检测特定方向的边缘，所以不具有普遍性。

为了克服一阶导数的缺点，我们需要定义新的图像梯度算子：1222[(,)][()()F F G F j k j k∂∂=+∂∂ 这是图像处理中最常见的一阶微分算法，式子中F(j,k)表示图像的灰度值，图像梯度的最重要的性质是梯度的方向在图像弧度的最大变化率上，这恰好可以反映出图像的边缘上的灰度变化。

图像边缘提取的常用梯度算子有：Robert 算子、Sobel 算子、Prewitt 算子、拉普拉斯算子等。

二、实验步骤①滤波：边缘检测算法主要是基于图像强度的一阶和二阶导数，但导数的计算对噪声很敏感，因此必须使用滤波器来改善与噪声有关的边缘检测器的性能。

需要指出，大多数滤波器在降低噪声的同时也导致了边缘强度的损失，因此，增强边缘和降低噪声之间需要折中。

②增强:增强边缘的基础是确定图像各点邻域强度的变化值。

增强算法可以将邻域(或局部)强度值有显著变化的点突显出来。

边缘增强一般是通过计算梯度幅值来完成的。

③检测：在图像中有许多点的梯度幅值比较大，而这些点在特定的应用领域中并不都是边缘，所以应该用某种方法来确定哪些点是边缘点。

最简单的边缘检测判据是梯度幅值阈值判据。

④定位：如果某一应用场合要求确定边缘位置，则边缘的位置可在子像素分辨率上来估计，边缘的方位也可以被估计出来。

在边缘检测算法中，前三个步骤用得十分普遍。

这是因为大多数场合下，仅仅需要边缘检测器指出边缘出现在图像某一像素点的附近，而没有必要指出边缘的精确位置或方向。

边缘检测matlab实验报告引言边缘检测在图像处理领域中是一项十分重要的任务。

它可以帮助我们从图像中提取出物体的边缘信息，对于图像分割、目标识别等任务都具有重要意义。

本实验旨在通过利用MATLAB中提供的边缘检测函数，实现对图像中边缘的提取，并对实验结果进行分析和探讨。

实验步骤1. 导入图像首先，我们需要从MATLAB工作环境中导入需要进行边缘检测的图像。

我们可以使用`imread`函数将图像读入到MATLAB的内存中。

matlabimage = imread('example.jpg');2. 灰度化灰度化是边缘检测的前提条件，它可以将一幅彩色图像转化为灰度图像，使得后续的操作更加简便。

我们可以使用`rgb2gray`函数将彩色图像转化为灰度图像。

matlabgray_image = rgb2gray(image);3. 边缘检测接下来，我们可以使用MATLAB中提供的边缘检测函数进行实际的边缘检测操作。

MATLAB中有许多边缘检测算法可供选择，例如Sobel算子、Canny算子等。

本实验我们选择使用Canny算子进行边缘检测。

matlabedge_image = edge(gray_image, 'Canny');4. 结果显示最后，我们可以使用`imshow`函数将原始图像和边缘检测结果显示出来，以便于观察和分析。

matlabsubplot(1, 2, 1);imshow(gray_image);title('原始图像');subplot(1, 2, 2);imshow(edge_image);title('边缘检测结果');5. 结果分析通过以上步骤，我们可以得到原始图像和边缘检测结果。

我们可以观察边缘检测结果，进一步分析图像中的边缘信息。

同时，我们还可以对不同的边缘检测算法进行对比实验，以评估它们的性能和适用性。

实验结果下图展示了使用Canny算子进行边缘检测的实验结果。

边缘检测实验报告一、实验目的通过课堂的学习，已经对图像分割的相关理论知识已经有了全面的了解，知道了许多图像分割的算法及算子，了解到不同的算子算法有着不同的优缺点，为了更好更直观地对图像分割进行深入理解，达到理论联系实际的目的，特制定如下的实验。

二、实验原理：图像处理有两大类目的：1．改善像质（增强、恢复）；2．图像分析：对图像内容作出描述；其一般的图像处理过程如下：图像分割的算法有：（1）阈值分割原理：(,)(,)(,)EBLf x y Tg x y L f x y T≥⎧=⎨<⎩（2）边缘检测：梯度对应一阶导数，对于一个连续图像函数f(x,y):梯度矢量定义:梯度的幅度:梯度的方向:a) Roberts 算子b) Sobel 算子Roberts 算子[]TTyxy f x f G G y x f ⎦⎤⎢⎣⎡∂∂∂∂==∇),(122)()),((),(y x G G y x f mag y x f +=∇=∇)arctan(),(x y G y x =φ()()()[]()()[]{}21221,,11,1,,+-++++-=j i f j i f j i f j i f j i gc) Prewitt 算子d) Kirsch 算子由K 0~K 7八个方向模板组成，将K0~K7的模板算法分别与图像中的3×3区域乘，选最大一个值，作为中央像素的边缘强度（3）区域分割1 区域生长法 算法描述先对每个需要分割的区域找一个种子像素作为生长的起点，然后将种子像素周围邻域中与种子像素有相似性质的像素合并到种子像素所在的区域中。

将这些新像素当作新的种子像素继续进行上面的过程，直到再没有满足条件的像素可被包括进来。

2 分裂合并法实际中常先把图像分成任意大小且不重叠的区域，然后再合并或分裂这些区域以满足分割的要求,即分裂合并法.一致性测度可以选择基于灰度统计特征(如同质区域中的方差),假设阈值为T ,则算法步骤为:① 对于任一Ri ，如果 ，则将其分裂成互不重叠的四等分； ② 对相邻区域Ri 和Rj ，如果 ，则将二者合并； ③ 如果进一步的分裂或合并都不可能了，则终止算法。

图像的边缘检测实验报告
《图像的边缘检测实验报告》
图像的边缘检测是计算机视觉领域中的重要技术之一，它可以帮助我们识别图
像中物体的边缘和轮廓，从而实现图像分割、特征提取和目标识别等应用。

在
本次实验中，我们将对几种常用的边缘检测算法进行比较和分析，以评估它们
在不同场景下的性能和适用性。

首先，我们使用了Sobel算子进行边缘检测。

Sobel算子是一种基于梯度的边缘检测方法，它通过对图像进行卷积操作来寻找像素值变化最大的地方，从而找
到图像中的边缘。

实验结果显示，Sobel算子在一些简单场景下表现良好，但
在复杂背景和噪声干扰较大的情况下效果不佳。

接着，我们尝试了Canny边缘检测算法。

Canny算法是一种多阶段的边缘检测
方法，它通过对图像进行高斯滤波、计算梯度、非极大值抑制和双阈值处理等
步骤来检测图像中的边缘。

实验结果显示，Canny算法在复杂场景下表现出色，能够有效地抑制噪声并找到图像中的真实边缘。

最后，我们还尝试了Laplacian算子和Prewitt算子等其他边缘检测算法，并对
它们的性能进行了比较和分析。

实验结果显示，不同的边缘检测算法在不同场
景下表现出各自的优势和劣势，需要根据具体的应用需求来选择合适的算法。

总的来说，本次实验对图像的边缘检测算法进行了全面的比较和分析，为我们
进一步深入理解和应用这些算法提供了重要的参考和指导。

希望通过这些实验
结果，我们能够更好地利用边缘检测技术来解决实际的图像处理问题，为计算
机视觉领域的发展做出更大的贡献。

电子科技大学电子工程学院标准实验报告（实验）课程名称 DSP技术实验题目边缘检测电子科技大学实验报告实验地点：KB453 实验时间：11月2日实验室名称： DSP技术实验室实验项目名称：边缘检测实验1.实验目的1)进一步掌握AZURE-BF609开发平台的使用；2)进一步掌握CCES调试方法；3)了解BF609 DSP在图像、视频处理领域的应用；4)了解边缘检测方法及意义；5)掌握利用PVP进行边缘检测的方法。

2.实验内容1)加载PGM格式的原始图片；2)在液晶屏幕上显示原始图片；3)对原始图片进行边缘检测处理；4)将边缘检测的结果在液晶屏幕上显示；5)将边缘检测的结果以PGM格式保存到文件；3.实验报告要求1)完成实验步骤中所要求的所有实验结果的记录，需要的记录均加粗标注。

2)分别列给出一阶导数检测模式和二阶导数检测模式的PVP模块连接图。

3)记录在两种模式下各个不同参数的检测结果。

4)总结：可以包括实验过程中出现的问题、实验内容以及实验还可以进一步改进的地方等；5)根据上述要求完成标准实验报告的撰写。

4.实验结果4.1 实验结果1)原始图片：c//下面粘贴图片2)一阶导数边缘检测检测原理：oThresholds={50,100,0,0 }oThresholds={100,200,0,0 } //下面粘贴图片oThresholds={200,400,0,0 } //下面粘贴图片oThresholds={1200,1400,0,0 } //下面粘贴图片3)二阶导数边缘检测检测原理：oThresholds={0,0,1,2 }oThresholds={0,0,3,4 }oThresholds={0,0,5,6 }oThresholds={0,0,7,8 }反色后的结果：叠加到原始图像：4.2 实验中增加或修改的源程序边缘提取代码（边缘用白色表示）：int i;#ifdef PEC_FIRST_DERIVIATIVEfor(i=0;i<FRAME_HEIGHT;i++){for(j=0;j<FRAME_WIDTH;j++){if((PECOutBuf[i*FRAME_WIDTH+j]&0X7)>=PEC_EDGE_BITS)PECOutBuf[i*FRAME_WIDTH+j] = 0XFF;elsePECOutBuf[i*FRAME_WIDTH+j] = 0X0;}}#elsefor(i=0;i<FRAME_HEIGHT;i++){for(j=0;j<FRAME_WIDTH;j++){if((PECOutBuf[i*FRAME_WIDTH+j]&0XF)!=0 )PECOutBuf[i*FRAME_WIDTH+j] = 0XFF;elsePECOutBuf[i*FRAME_WIDTH+j] = 0X00;}}#endif}边缘提取代码（边缘用黑色表示）：int i;#ifdef PEC_FIRST_DERIVIATIVEfor(i=0;i<FRAME_HEIGHT;i++){for(j=0;j<FRAME_WIDTH;j++){if((PECOutBuf[i*FRAME_WIDTH+j]&0X7)>=PEC_EDGE_BITS)PECOutBuf[i*FRAME_WIDTH+j] = 0X0;elsePECOutBuf[i*FRAME_WIDTH+j] = 0XFF;}}#elsefor(i=0;i<FRAME_HEIGHT;i++){for(j=0;j<FRAME_WIDTH;j++){if((PECOutBuf[i*FRAME_WIDTH+j]&0XF)!=0 )PECOutBuf[i*FRAME_WIDTH+j] = 0X0;elsePECOutBuf[i*FRAME_WIDTH+j] = 0XFF;}}#endif将黑色边缘叠加到淡化的原始图像的代码：//代码•for(i=0;i<FRAME_HEIGHT;i++)•{• for(j=0;j<FRAME_WIDTH;j++)• {• if((PECOutBuf[i*FRAME_WIDTH+j]&0X7)>=PEC_EDGE_BITS)• PECOutBuf[i*FRAME_WIDTH+j] = 0XFF;• else• PECOutBuf[i*FRAME_WIDTH+j] = 0X0;• }•}•for(i=0;i<FRAME_HEIGHT;i++)• {• for(j=0;j<FRAME_WIDTH;j++)• {• if((PECOutBuf[i*FRAME_WIDTH+j]&0XF)!=0 )• PECOutBuf[i*FRAME_WIDTH+j] = 0XFF;• else• PECOutBuf[i*FRAME_WIDTH+j] = 0X00;• }•}•for(i = 0; i < PEC_OUT_BUF_SIZE; i++)•{• int temp_pix;• unsigned char temp_pix8;• temp_pix = pPECInBuf[i] * 3;• temp_pix8 = temp_pix > 255 ? 255 : temp_pix;•PECOutBuf[i] = PECOutBuf[i] == 0 ? PECOutBuf[i] : temp_pix8;•}5.总结在掌握了BF609开发板的基本使用之后，通过本次实验，进一步掌握了CCES的各种功能；同时在边缘检测试验中，再一次复习了边缘检测的原理和基本方法，了解了BF609系列DSP在数字图像处理领域的广泛应用，增加了对图像处理领域的学习热情，也了解了BF609中专为图像处理而设计的流水线视觉处理器PVP模块的强大功能，学会了利用PVP对图像进行处理的基本方法。

一、实验目的通过课堂的学习，已经对图像分割的相关理论知识已经有了全面的了解，知道了许多图像分割的算法及算子，了解到不同的算子算法有着不同的优缺点，为了更好更直观地对图像分割进行深入理解，达到理论联系实际的目的，特制定如下的实验。

二、实验原理检测图像边缘信息，可以把图像看做曲面，边缘就是图像的变化最剧烈的位置。

这里所讲的边缘信息包含两个方面：一是边缘的具体位置，即像素的坐标；而是边缘的方向。

微分算子有两个重要性质：定域性(或局部性)、敏感性(或无界性)。

敏感性就是说，它对局部的函数值变化很敏感，但是因其对变化过于敏感又有了天然的缺陷——不能抵抗噪声。

局部性意思是指，每一点的导数只与函数在该点邻近的信息有关。

主要有两大类基于微分算子的边缘检测技术：一阶微分算子边缘检测与二阶微分算子边缘检测。

这些检测技术采用以下的基本步骤：(1) 将相应的微分算子简化为离散的差分格式，进而简化为模板(记为T)。

(2)利用模板对图像f(m,n)进行运算，获得模板作用后的结果Tf(m,n)。

(3) 提出阈值h,在采用一阶微分算子情形记录下高于某个阈值h 的位置坐标}),(|),{(h n m Tf n m S h ≥=(而采用二阶微分算子情形，一般是对某个阈值0>ε确立}),(|),{(ε≥=n m Tf n m S h )(4) 对集合h S 进行整理，同时调整阈值h 。

Roberts 算子Roberts 算子是一种利用局部差分算子寻找边缘的算子，两个模板分别为⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=1001x R ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=0110y R 则，),(j i f R x =)1,1(),(++-j i f j i f),(j i f R y =)1,(),1(+-+j i f j i f算法的步骤为：(1) 首先用两个模板分别对图像作用得到f R x 和f R y ；(2) 对22),(y x R R j i Tf +=，进行阈值判决，若),(j i Tf 大于阈值则相应的点 位于便于边缘处。

边缘检测实验报告一、实验目的通过课堂的学习，已经对图像分割的相关理论知识已经有了全面的了解，知道了许多图像分割的算法及算子，了解到不同的算子算法有着不同的优缺点，为了更好更直观地对图像分割进行深入理解，达到理论联系实际的目的，特制定如下的实验。

二、实验原理：图像处理有两大类目的：1．改善像质（增强、恢复）；2．图像分析：对图像内容作出描述；其一般的图像处理过程如下：图像分割的算法有：（1）阈值分割原理：(,)(,)(,)EBL f x y T g x y L f x y T≥⎧=⎨<⎩（2）边缘检测：梯度对应一阶导数，对于一个连续图像函数f(x,y):梯度矢量定义:梯度的幅度:梯度的方向:a) Roberts 算子b) Sobel 算子Roberts 算子[]TTyxy f x f G G y x f ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂∂∂==∇),(122)()),((),(y x G G y x f mag y x f +=∇=∇)arctan(),(x y G y x =φ()()()[]()()[]{}21221,,11,1,,+-++++-=j i f j i f j i f j i f j i gc) Prewitt 算子d) Kirsch 算子由K 0~K 7八个方向模板组成，将K0~K7的模板算法分别与图像中的3×3区域乘，选最大一个值，作为中央像素的边缘强度（3）区域分割1 区域生长法 算法描述先对每个需要分割的区域找一个种子像素作为生长的起点，然后将种子像素周围邻域中与种子像素有相似性质的像素合并到种子像素所在的区域中。

将这些新像素当作新的种子像素继续进行上面的过程，直到再没有满足条件的像素可被包括进来。

2 分裂合并法实际中常先把图像分成任意大小且不重叠的区域，然后再合并或分裂这些区域以满足分割的要求,即分裂合并法.一致性测度可以选择基于灰度统计特征(如同质区域中的方差),假设阈值为T ,则算法步骤为:① 对于任一Ri ，如果 ，则将其分裂成互不重叠的四等分； ② 对相邻区域Ri 和Rj ，如果 ，则将二者合并； ③ 如果进一步的分裂或合并都不可能了，则终止算法。

数字信号处理实验图像的边缘检测图像的边缘检测一，原理本实验主要是对图像的边缘进行提取，通过对边缘的分析来分析图像的特征。

首先，了解一些术语的定义：边缘点：图像中具有坐标[i,j]且处在强度显著变化的位置上的点。

边缘段：对应于边缘点坐标[i,j]及其方位 ,边缘的方位可能是梯度角。

边缘检测器：从图像中提取边缘（边缘点和边缘段）集合的算法。

轮廓：边缘列表，或者是一条表示边缘列表的拟合曲线。

边缘连接：从无序边缘表形成有序边缘表的过程，习惯上，边缘表的表示采用顺时针方向来排序。

边缘跟踪：一个用来确定轮廓的图像（指滤波后的图像）搜索过程。

边缘就是图像中包含的对象的边界所对应的位置。

物体的边缘以图像局部特性的不连续性的形式出现的，例如，灰度值的突变，颜色的突变，纹理结构的突变等。

从本质上说，边缘就意味着一个区域的终结和另外一个区域的开始。

图像边缘信息在图像分析和人的视觉中十分重要，是图像识别中提取图像特征的一个重要属性。

边缘检测（edge detection）在图像处理和对象识别领域中都是一个重要的基本问题。

由于边缘的灰度不连续性，可以使用求导数的方法检测到。

最早的边缘检测方法都是基于像素的数值导数的运算。

本实验主要是对图像依次进行Sobel算子，Prewitt算子,Roberts算子，Laplace算子和Canny算子运算，比较处理结果。

边缘检测有三个共性准则，1，好的检测结果，或者说对边缘的误测率尽可能低，就是在图像边缘出现的地方检测结果中不应该没有；另一方面不要出现虚假的边缘。

2，对边缘的定位要准确，也就是我们标记出的边缘位置要和图像上真正边缘的中心位置充分接近。

3，对同一边缘要有尽可能低的响应次数，也就是检测响应最好是单像素的。

二，对图像进行各种算子运算本实验中主要是对图像依次进行Sobel算子，Prewitt算子,Roberts算子，Laplace算子和Canny 算子运算。

由于MATLAB对彩色图像不能进行分析。

图像边缘检测实验报告图像边缘检测实验报告引言：图像边缘检测是计算机视觉领域中一项重要的任务，它在许多应用中都起到关键作用。

边缘是图像中不同区域之间的分界线，它们包含了图像中物体的轮廓和形状信息。

因此，准确地检测和提取图像边缘对于目标识别、图像分割和特征提取等任务至关重要。

实验目的：本实验旨在通过实践探索和理解常用的图像边缘检测算法，并对其性能进行评估。

我们将使用不同的算法对一组测试图像进行边缘检测，并比较它们的结果，以了解它们的优缺点和适用场景。

实验方法：1. 数据准备：我们从公开的图像数据库中选择了一组具有不同特征和复杂度的测试图像。

这些图像包括自然风景、人物肖像和建筑物等多种场景，以覆盖不同的应用场景。

2. 算法选择：我们选择了三种常用的图像边缘检测算法进行实验：Sobel算子、Canny算子和Laplacian算子。

这三种算法在实践中被广泛应用，并且具有不同的特点和适用范围。

3. 实验步骤：a) Sobel算子：我们首先将测试图像转换为灰度图像，然后使用Sobel算子对其进行边缘检测。

Sobel算子是一种基于梯度的算法，它通过计算图像中每个像素点的梯度值来检测边缘。

b) Canny算子：接下来，我们使用Canny算子对同一组测试图像进行边缘检测。

Canny算子是一种基于多阶段处理的算法，它首先使用高斯滤波器对图像进行平滑处理，然后计算梯度和非最大抑制，最后进行边缘连接和阈值处理。

c) Laplacian算子：最后，我们使用Laplacian算子对测试图像进行边缘检测。

Laplacian算子是一种基于二阶导数的算法，它通过计算图像中每个像素点的二阶导数值来检测边缘。

实验结果：通过对实验图像的边缘检测，我们得到了以下结果：1. Sobel算子产生了较为明显的边缘线，但在一些复杂场景下容易产生噪声，并且边缘线有时会断裂。

2. Canny算子在平滑处理后能够准确地检测到图像中的边缘，并且能够消除噪声和断裂的边缘线。

一、实验目的通过课堂的学习，已经对图像分割的相关理论知识已经有了全面的了解，知道了许多图像分割的算法及算子，了解到不同的算子算法有着不同的优缺点，为了更好更直观地对图像分割进行深入理解，达到理论联系实际的目的，特制定如下的实验。

二、实验原理检测图像边缘信息，可以把图像看做曲面，边缘就是图像的变化最剧烈的位置。

这里所讲的边缘信息包含两个方面：一是边缘的具体位置，即像素的坐标；而是边缘的方向。

微分算子有两个重要性质：定域性(或局部性)、敏感性(或无界性)。

敏感性就是说，它对局部的函数值变化很敏感，但是因其对变化过于敏感又有了天然的缺陷一一不能抵抗噪声。

局部性意思是指，每一点的导数只与函数在该点邻近的信息有关。

主要有两大类基于微分算子的边缘检测技术：一阶微分算子边缘检测与二阶微分算子边缘检测。

这些检测技术采用以下的基本步骤：(1)将相应的微分算子简化为离散的差分格式，进而简化为模板(记为T)。

(2)利用模板对图像f(m,n)进行运算，获得模板作用后的结果Tf(m,n)。

(3)提出阈值h,在采用一阶微分算子情形记录下高于某个阈值h的位置坐标S h {(m, n)|Tf(m,n) h}(而采用二阶微分算子情形，一般是对某个阈值0确立S h {(m, n)|Tf(m,n) })(4) 对集合S h 进行整理，同时调整阈值h 。

Roberts 算子Roberts 算子是一种利用局部差分算子寻找边缘的算子，两个模板分别为1 0R xR y0 1 y0 11 0则，RxW, j) = f(i, j) f (i 1, j1)R y f(i,j)=f(i 1,j) f(i, j1)算法的步骤为：(1)首先用两个模板分别对图像作用得到R x f 和R y f ；(2)对Tf(i,j) J|R x |2 |R y 「，进行阈值判决，若Tf (i, j)大于阈值则相应的点 位于便于边缘处。

对于阈值选取的说明：由于微分算子的检测性能受阈值的影响较大， 为此， 针对具体图像我们采用以下阈值的选取方法，对处理后的图像统计大于某一阈 值的点，对这些数据求平均值，以下每个程序均采用此方法，不再做说明。