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图像边缘检测原理及方法像边缘检测原理边缘是图像上灰度变化瑕明显的地方，传统边缘检测利用此特点，对图像各像素点进行求微分或二阶微分來定位边缘像素点。
由灰度变化特点，可将边缘类熨分为阶梯状、脉冲状和屋顶状三种⑴。
对丁•阶梯状，图像边缘点对应一阶微分图像的蜂值和二阶微分图像的零交义处：对于脉冲状和屋顶状边缘，边缘点对应一阶导数的零交叉和二阶导数的峰值。
如图所示【兔三种不同类型的灰度图像：■对应的灰度变化曲红:灰度变化曲线的一阶导数：—A—灰度变化曲线的二阶导数：——V—(a)阶梯状(b)脉冲状(c)屋顶状图1-1三种不同类熨的边缘和对应的曲线根据数字图像特点，处理图像时常采用差分代替导数运算。
对丁图像的简单一阶导数运算，由丁•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，我们定义图像的梯度为梯度算子，它是图像处理中最常用的一阶微分算法。
图像梯度的故巫要性质是梯度的方向是在图像灰度最大变化率上，它恰好可以反映出图像边缘上的灰度变化。
边缘检测笄子是利用图像边缘的突变性质來检测边缘的。
主耍分为两种类型⑶：一种是以一阶导数为基础的边缘检测算子，通过计算图像的梯度值來检测图像边缘，如：差分边缘检测、Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子：一种是以二阶导数为棊冊i的边缘检测算子，通过寻求二阶导数中的过零点來检测边缘，如：Laplacian算子、LOG算子、Caimy算子。
1、差分边缘检测在处理数字图像的离散域时，可用图像的一阶差分苴接代替图像函数的导数。
二维离散图像函数在x方向的一阶差分定义为:/(x+l,y)-/(x,y),在y方向的一阶差分定义为：/(x,y + l)-/(x,)9[41o差分边缘检测通过求图像灰度迅速变化处的一阶导数算子的极值來检测奇异点。
某一点的值则代表该点的“边缘强度”，通过对这些值设定阈值进一步得到边缘图像。
同时，差分边缘检测要求差分方向与边缘方向垂苜•，此时霊对图像不同方向进行差分运算。
图像边缘的检测提取设计（陕西理工学院物理与电信工程学院通信1102班，陕西汉中 723003）指导教师：陈莉【摘要】边缘是图像最基本的特征，包含图像中用于识别的有用信息，边缘检测是数字图像处理中基础而重要的内容。
该课程设计具体考察了五种最常用的边缘检测算子并运用MATLAB进行图像处理比较。
梯度算子简单有效，LOG算法和canny边缘检测器能产生较细的边缘。
【关键字】：MATLAB、边缘检测、图像处理Image edge detection to extract the design(Grade11,Class2,Major of Communication Engineering，School of Physics and telecommunication Engineering of Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003,China)Tutor:chen li[Abstract]the basic features of the image edge, contains useful information in the image recognition, edge detection is a basicand important content of digital image processing. Thecurriculum design of the specific study of the five most commonedge detection operator and the use of MATLAB for comparison of image processing. Gradient operator is simple and effective,the LOG algorithm and the canny edge detector can producethinner edges.[keyword]: MATLAB, edge detection, image processing目录1绪论 (1)1.1边缘检测的背景 (1)1.2边缘检测的定义 (1)1.3图像边缘检测算法的研究内容 (2)1.4边缘检测的发展趋势 (3)2边缘检测的算法分析与描述 (3)2.1 Roberts算子 (3)2.2 Prewitt算子 (4)2.3 Sobel算子 (5)2.4 Laplacian算子 (6)2.5 Canny算子 (7)3算子性能分析比较 (8)4 算法的选择和实现 (9)4.1s sobel算子 (10)4.2sobel算子 (10)4.3prewitt算子 (11)设计总结 (12)致谢 (13)参考资料 (14)1绪论1.1边缘检测的背景在实际图像处理问题中，图像的边缘作为图像的一种基本特征，经常被应用到较高层次的图像应用中去。
图像处理中的边缘检测与图像增强技术边缘检测是图像处理领域中的重要技术，它主要用于提取图像中的边缘信息，帮助我们分析和理解图像。
图像增强则是通过改变图像的亮度、对比度等参数，使得图像更加明亮和清晰。
本文将介绍边缘检测和图像增强的原理、常用算法和应用领域。
一、边缘检测技术边缘是图像中灰度变化比较大的区域，通常表示物体边界或者纹理的边界。
边缘检测的目标是在图像中找到这些边缘，并将其提取出来。
常见的边缘检测算法有Sobel算子、Prewitt算子、Roberts算子和Canny算子。
1. Sobel算子Sobel算子是一种最简单和最常用的边缘检测算法之一。
它通过在图像中进行卷积运算，通过计算像素点与其邻域像素点之间的差异来作为边缘的强度。
Sobel算子有水平和垂直两个方向的算子，通过计算两个方向上的差异来得到最终的边缘值。
2. Prewitt算子Prewitt算子也是一种常用的边缘检测算法，它与Sobel算子类似，也是通过计算像素点与其邻域像素点之间的差异来作为边缘的强度。
不同之处在于Prewitt算子使用了不同的卷积核，其结果可能会略有差异。
3. Roberts算子Roberts算子是一种简单的边缘检测算法，它使用了一个2x2的卷积核。
通过计算相邻像素点之间的差异，Roberts算子可以提取图像中的边缘信息。
然而，Roberts算子相对于其他算法来说，其结果可能会较为粗糙。
4. Canny算子Canny算子是一种边缘检测的经典算法，由于其较好的性能和效果，被广泛应用于边缘检测领域。
Canny算子主要包括以下几步：首先，对图像进行高斯滤波，以平滑图像；其次，计算图像的梯度和边缘方向；然后，通过非极大值抑制去除不是边缘的像素；最后，通过双阈值算法将边缘连接为一条连续的线。
二、图像增强技术图像增强是指通过改变图像的亮度、对比度等参数，使得图像更加明亮和清晰。
图像增强可以提高图像的质量，使得图像更适合用于后续的分析和处理。
学号数字图像处理课程设计说明书图像边缘检测系统设计起止日期：2016 年12 月5 日至2016 年12 月9 日学生姓名班级13电信科1班成绩指导教师(签字）计算机与信息工程学院电子信息工程系2016年12月9日课程设计任务书2016—2017学年第一学期计算机与信息工程学院电子信息与科学技术专业 1 班级课程设计名称：数字图像处理课程设计设计题目: 图像边缘检测系统设计完成期限:自2016 年12 月 5 日至2016 年12 月9 日共 1 周一、课程设计依据在掌握数字图像处理基本算法的基础上，利用MATLAB、VC++、Java等编程语言设计具有指定功能的图形用户界面。
二、课程设计内容1、设计一个实现图像边缘检测功能的界面2、界面可以采用MATLAB、VC++、Java等编程语言设计3、要求界面能够读入并显示图片,通过各种控件选择并进行图像的边缘检测操作,操作结果在对比窗口中显示4、图像边缘检测功能至少包括单方向一阶微分检测（水平/垂直方向)、无方向微分检测（Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子、Laplacian算子、LOG算子)等，每项功能可采用一个或多个算法实现三．课程设计要求1、要求每个同学独立完成设计任务。
2、课程设计说明书封面格式要求见《课程设计说明书格式要求》。
3、课程设计的说明书要求简洁、通顺,图像表达内容完整、清楚、规范。
4、课程设计说明书要求：1)说明题目的设计原理和思路、采用方法及设计流程.2)可采用图表或文字对图形用户界面各子模块的功能以及各子模块之间的关系做较详细的描述。
3)详细说明代码的编写流程。
4)采用图像及文字详细说明各功能的演示结果。
指导教师（签字)：系主任（签字)：批准日期:2016年12月1日目录第1章总体设计 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计方案 (1)第2章GUI界面设计 (3)2.1 启动GUI界面 (3)2.2 控件设计 (4)第3章运行结果及主要程序 (8)3.1 边缘检测的步骤及结果 (8)3.2 主要程序 (10)总结 (15)参考文献 (16)第1章总体设计1。
