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一种基于Canny理论的边缘提取改进算法

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Ｍａ ．２ ０ ｖ ０１
一
种 基 于 Ｃ ｎｙ理论 的边缘 提 取 改进 算 法 ａｎ
米 林 ， 马亚洲 ， 建军 ， 郝 康洪涛 ， 薛显光
（ 庆理工大学 重 重 庆 汽 车学 院 ， 庆 重 ４０ ５ ） ０ ０ ０
摘
要 ： 对 Ｃ ｎｙ的最佳 边缘检 测算子进 行理论 和 实验研 究 的基础 上 ， 对传 统 Ｃ ｎｙ算 在 ａｎ 针 ａｎ
测精度的要 求也越来 越 高。而在视觉 检测 系统
随着视 觉 检测 技 术 的不 断 发 展 ， 应 用 也 越 其 来 越广 泛 ， 工业 、 业 、 在 农 国防 、 医疗 、 通 、 育 、 交 体 娱 乐等 方 面都 用 到 视 觉 检 测 。 同时 ， 们 对 其 检 人
的性 能 ， 终 影 响 检 测 精 度 Ｊ 因此 边 缘 提取 是 最 。 机器视 觉 和图像 处理 中一 个 很重 要 的环 节 。边缘 检测作 为视 觉 系 统 的 初 级 阶 段 ， 常 被 认 为 是ｇ ｔ ｃ ｉ ｎ Ｂａ ｅ ｎ Ｃａ ｙ Ｔｈ ｏ ｙ ｍ ｒ ｖ ｄ Ｍ ｔ ｏ ｆ Ｅｄ ｅ Ｄｅ ｅ ｔｏ ｓ ｄ ｏ ｎｎ ｅ ｒ
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（ ｈｎｑｎ ｕｏ ｄｌ Ｃ ｌ ｇ ｈｎｑｎ ｎｖｒ ｔ ｏ ｅｈ ｏ ｇ ， ｈｎｑｎ ００ ０ Ｃ ｉａ Ｃ ｏｇ ｉｇ ｔｍ ｌ ｏ ｅｅＣ ｏｇ ｉ Ｕ ｉ ｓｙ ｆ ｃ ｎｌ Ａ ｅ ｌ ｇ ｅ ｉ Ｔ ｏ Ｃ ｏｇｉｇ ０ ５ ， ｈ ） ｙ ４ ｎ
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具有较 高的信 噪 比及 边缘 定位精 度 ， 能达到理 想的 边缘检 测效果 。 关 键 词： 边缘提取 ；ａｎ Ｃ ｎｙ算子 ； 中值滤 波 ； 梯度 幅值
文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ：６ ４— ４ ５ ２ １ ）５— ０ ４— ５ １７ ８２ （００ ０ ０５ ０ 中图分 类号 ：Ｐ ０ ． Ｔ ３ １６
第２ ４卷
Ｖｏ． ４ １２
第５ 期
Ｎｏ ５ ．
重 庆 理 工 大 学 学 报（ 自然科 学）
Ｊｕ ａ ｏ ｈｎｑｎ ｎｖｒｉ ｆ ｅｈｏ ｇ （ ａ ｒ ｃｅｃ） ｏｒ ｌ ｆ ｏｇ ｉ Ｕ ｉｅ ｔ ｏ ｃ ｎｌ ｙ Ｎ ｔ ａ Ｓｉ ｅ ｎ Ｃ ｇ ｓｙ Ｔ ｏ ｕｌ ｎ
２１ ０ ０年 ５月
ａ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｏ ｎ ｉ ｒｖ ｄ ｍｅ ｈ ｄ，ｗｉｈ ｍｅ ｉｎ ｆｌｅ ｉｇ ｉ ｓｅ ｄ ｏ ｕ ｓｆｌ ｒｎ ｎ ｔ ｈ ｒｔｏ ｄ ｒｄ ｒｖ ｔｖ ｔ ｄ ａ ｔｒｎ ｎ ｔａ ｆＧａ ｓ ｔｉ ｇ ａ ｄ ｗｉｈ ｔ ｅ ｆ ｓ・ ｒ ｅ ｅ ａｉｅ ｉ ｉ ｅ ｉ ｉ ｗｉｈ ｎ ｅｇ ｔｎ ｉｈ ｏ ｈ ｏ ｓ ｉｓｅ ｄ ｏ ｏ ｒｔ ｏ ｎ ｒ ｄ ａｕ ｔ ｉ ｉｈ ｅｇ ｂ ｒ ｏ ｄ ｎ ｔ ａ ｆｆｕ ｏ ｃ ｕ ｔｇ ａ ｓ ｖ ｌ ｅ，ｗａ ｏ ｏ ｅ ｓｐｒｐ ｓ ｄ．Ｔｈ ｅｆ ｒ ｎ ｅ ｗａ ｅ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｓ ｉ ｒ ｖ ｄ ｉ ｅｅ ｔｎ ｄ ｅ ｄ ｔｉｓａ ｄ ｓｏ ｎ ｈ ｎ ｉ ｇ ｅ ｇ ｓ ａ ｄ ｓ ｐ ｅ ｓｎ ｏｓ ｓ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｄ ｔ ｃｉ ｇ ｅ ｇ ｅ ａｌ ｎ ｌｗｉ ｇ ｃ ａ ｇ ｎ ｄ ｅ ｎ ｕｐ ｒ ｓｉ ｇ ｎ ｉｅ ．Ｅｘ ｅ ｍｅ ｔｌ ｐ ｒ ｎ ａ ｉ ｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｄ ｔ ａ ｈ ｍｐ ｏ ｅ ｌ ｏ ｉ ｍ ａ ｉｈ Ｓ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗｅ ｈ ｔｔ ｅ ｉ ｒ ｖ ｄ ａｇ ｒｔ ｈ ｈ ｄ ｈ ｇ ＮＲ，ｈ ｇ ｄ ｅ ｏ ｅ ｔｔｏ ｃ ｕ ａ ｙ ａ ｄ ａ ｘ ｉ ｈ ｅ ｇ ｒ ｎ ａｉ ｎ ａ ｃ ｒ ｃ ｎ ｎ ｅ — ｉ ｃ ｌｅ ｔｅ ｇ ｅ ｅ ｔｏ ｅ ｕ ｔ ｅｌｎ ｄ ｅ ｄ ｔｃｉ ｎ ｒ ｓ ｌ． Ｋｅ ｒ ：ｅ ｇ ｅｅ ｔｏ ｙ ｗｏ ｄｓ ｄ ｅ ｄ ｔ ｃｉｎ；Ｃａ ｎ ｐ ｒｔ ｒ ｎ ｙ ｏ ｅ ａｏ ；ｍｅ ｉｎ ｆｌ ｒｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｇ；ｇ ａ ｓ ｖ ｌ ｅ ｉ ｅ ｒ ｄ ａｕ
法在高斯滤波及梯度幅值计算上的缺陷， 出了用 中值滤波代替高斯滤波 ， 提 并通过计算像素八邻
域 内一阶偏 导数有 限差 分代替 ２× ２邻域 内求有 限差 分来确 定梯 度 幅值 的方 法 ， 高 了 Ｃ ｎｙ算 提 ａｎ
子在提 取 图像 边缘 细节及 缓 变边 缘信 息和抑 制假 边 缘 噪 声方 面 的性 能 。 实验 结 果表 明， 方 法 该

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一种基于自适应Canny算子的舰船红外图像边缘检测方法

一种基于自适应Canny算子的舰船红外图像边缘检测方法

文章编号： １ ６ ７ ２ — ８ ７ ８ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ ＿ ０ ０ ２ ５ — ０ ６
一
种 基 于 自适 应 Ｃａ ｎ ｎ ｙ算 子 的 舰 船 红 外 图 像 边 缘 检 测 方 法
马 新 星 徐 健 张 健
（ 海 军 航 空 工 程 学 院控 制 工 程 系 ，山 东 烟 台 ２ ６ ４ ０ ０ １ ）
ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｔ ｈ ｅ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｅ ｄ ｇ ｅ ｓ ．Ｔｈ ｅ ｅ Байду номын сангаас ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｈ ｏ ｗｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｈ ｉ ｐ ｅ ｄ ｇ ｅ ｓ ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ
ＭＡ Ｘｉ ｎ — ｘ ｉ ｎ ｇ， ＸＵ Ｊ ｉ ａ ｎ， ＺＨＡＮＧ Ｊ ｉ ａｎ
（ Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｎ ａ ｖ ａ ｌ Ａｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ａ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｙ ａ ｎ ｔ ａ ｉ ２ ６ ４ ０ ０ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａ ｂｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ ：Ａｎ ａ ｄａ ｐ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｃａ ｎ ｎ ｙ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｅ ｄ ｇ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｆ ｏ ｒ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｅ ｄｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｉ ｎ ｒａ ｆ ｒ ｅ ｄ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ａ ｓ ｈ ｉ ｐ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ，ｔ ｈ ｅ ｍａ ｘ ｉ ｍｕ ｍ ｌ ｏ ｃ ａ ｌ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｄ ｅ ｖ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ａ ｎ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｓ ｅ ｔ Ｇａ ｕｓ ｓ ｉ ａ ｎ ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｒ ｓ ｃ ａ ｌ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎｃ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ．Ｔｈ ｅ ｎ ，ｔ ｈ ｅ ｍａ ｘ ｉ ｍｕ ｍ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｎｃ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ａ ｇ ｒ ａ ｄｉ ｅ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｔ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｃ ａ ｌ ｃ ｕｌ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ ａ ｎ ｄ ｌ ｏ ｗ ｔ ｈｒ ｅ ｓ ｈ ｏ ｌ ｄ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｃａ ｎ ｎ ｙ ｏ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ Ｓ Ｏ ａ ｓ ｔ ｏ
一种基于形态学和Canny算子的图像边缘提取算法

一种基于形态学和Canny算子的图像边缘提取算法


理 的好坏 直接影 响后 续 的图像分析 与模式识 别 。传
统 的 图像 增强技 术分 为频域 法和空 域法 。在本文 中 采 用 的 是 基 于 一 阶微 分 的 图 像 增 强 中 的 Ｓｂ ｌ ｏ ｅ 算
图像 边 缘检 测新 理论 、 方 法不 断 涌现 。这一 方 面 新
说 明它 的重 要性 ， 一方 面 也反 映 出 了它 的深 度 与 另 难 度。
一
种基于形态学和 Ｃ ｎ ｙ ａｎ 算子 的图像边缘提取算 法
陈 荣 ， 刘振 亚 ， 礼书 ， 刘 饶 崧 ． 延 湖 江
（ 江西 教 育 学 院理 学 分 院 ， 西 南 昌 ３ ０ ２ 江 ３ ０ ９）
摘 要 ： 提 出 了一 种 基 于形 态 学 和 Ｃ ｎ ｙ算 子 的 图像 边 缘 提 取 算 法 。 在 经 过预 处 理 的基 础 上 ， 用 形 态 学 的 开 闭 ａｎ 运
Ａ ｄ ｅ Ｄｅ ｅ ｔＯｐ ｒ ｔ ｎ Ｂａ ｅ ｎ Ｍ ｏ ｐ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｃａ ｎ ｅ ａ ｏ Ｅ ｇ ｔ ｃ ｅ ａ ｉ ｓ ｄ ｏ ｒ ｈ ｌ ｇ ｎ ｎ ｙ Ｏｐ ｒ ｔ ｒ ｏ
Ｃ Ｎ Ｒｏ ｇＬ Ｕ Ｚ ｅ － ａＬ Ｕ Ｌ－ ｈ ＲＡＯ Ｓ ｎ ，Ｉ ＨＥ ｎ ，Ｉ ｈ ｎ ｙ ，Ｉ ｉ ｓ ｕ， ｏ ｇ ＪＡＮＧ ａ － ｕ Ｙ ｎ ｈ
的影响 。 因此 ， 图像 处理前 需对原 始数据 做减 噪声 在
１ 引 言
图像 的边缘 是 图像 的重要 特征 ， 计算 机视 觉 、 是 模式识 别等 的基础 ， 因此 ， 边缘检 测是 图像处 理 中一 个重 要 的环节，是 图像 处理 与分 析 中最 基 础 的 内容 之一 ． 是 至今没 有 得到 圆 满解 决 的一 类 问题 。成 也
基于Canny算子改进的图像边缘检测算法研究

基于Canny算子改进的图像边缘检测算法研究

基于Canny算子改进的图像边缘检测算法研究郭忠峰;唐晓晓;任仲伟;刘娅菲;匙皓【摘要】针对Canny算法的图像边缘检测技术,提出用中值滤波和均值滤波合成的混合滤波器代替传统高斯滤波器,加强了对复杂噪声的平滑降噪;在边缘连接细化中,采用基于Ostu提出的最大类间方差法的自适应阈值选择法,提高了效率和适应性.并进行MATLAB仿真,结果表明提出的改进算法明显提高了图像边缘检测的精度.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2017(030)002【总页数】3页(P123-125)【关键词】Canny算法;中值滤波;均值滤波;图像边缘检测;边缘连接【作者】郭忠峰;唐晓晓;任仲伟;刘娅菲;匙皓【作者单位】沈阳工业大学机械工程学院,辽宁沈阳 110870;沈阳工业大学机械工程学院,辽宁沈阳 110870;沈阳工业大学机械工程学院,辽宁沈阳 110870;贵州红林机械有限公司,贵州贵阳 550009;沈阳工业大学机械工程学院,辽宁沈阳110870【正文语种】中文【中图分类】TP391图像在生成和传输过程中常受到各方面因素的影响而产生噪声。

图像中可能存在的噪声中脉冲噪声和高斯噪声是比较常见的噪声干扰。

Canny算法用到的高斯滤波器对高斯噪声有过滤平滑效果,但过滤比较单一。

而均值滤波器对高斯噪声的过滤效果更佳,中值滤波器对脉冲噪声降噪处理效果更佳[1]。

笔者提出一种采用均值滤波和中值滤波的合成滤波的改进Canny算法。

传统的Canny算法中对双阈值的选择是人为选定,局限于单个图像,缺乏普遍性。

为提高效率和准确度,采用基于由Ostu提出的最大类间方差法的双阈值的自动选择法,实现对图像的边缘检测和连接。

Canny算子优于其他算法如Sobel、Roberts、Prewitt等算子,在信噪比、定位精度和单边响应等方面满足最优准则[2]。

为使图像边缘处理检测达到更高精度,需要对图像处理过程进行改进优化。

传统Canny算法是先采用高斯滤波函数对图像进行滤波平滑处理,得出去噪后灰度图像的梯度幅值和方向,再进行非极大抑制,最后采用高低阈值进行边缘提取和连接[3]。

基于Canny算子的边缘检测研究

基于Canny算子的边缘检测研究


２ Ｃ ｎｙ ａ ｎ 算子边缘检测原理
Ｃｎ ｙ ａｎ 把边缘检测问题转换为检测单位函数极大值的问题． 在高斯噪声 中， 一个典型的边缘代表一 个阶跃的强度变化 ， 根据这个模型， 一个好的边缘检测算子应具有 ３ 个指标：１ 低失误概率 ， （） 既要少将真
正的边缘丢失， 也要少将非边缘判为边缘；２ 高定位精度 ， （） 检测出的边缘应在真正的边缘位置上；３ 对每 （）
边缘是图像的最基本特征， 它包含了用于识别 的有用信息， 为人们描述或识别 目标以及解释图像提 供了一个重要 的特征参数． 边缘检测是图像处理、 图像分析和计算机视觉领域中最经典的研究 内容之 是进行模式识别和图像信息提取的基本手段 ［～ 。图像的边缘检测领域有着很长的研究历史 ， ４． 一直
个边缘有唯一的响应 ， 得到的边缘为单像素宽． 为此 ， 坎尼提出了判定边缘检测算子的 ３ 个准则 ：
①信噪比准则． 信噪比的数学表达式为
收稿 日期 ：０９ ０ — ４ ２０ — ６ ２
基金项 目 ： 吉林省教育厅科技计划基金资助项 目（ 吉教科合字 ［ｏ ７ 第 １２ ２ ｏ ］ ７ 号） 作者简介 ： 孙英慧 （９ ５ ） 女， １７ － ， 辽宁海城人 ， 师范大学计算机学院讲 师． 吉林
摘 要： 详细介绍 了 Ｃｎ 源自算予边缘检测理论 的基本 原理 ， 出了 Ｃ ｎ ｙ算子 的具体 算法过程． 实验 结 ａｎ 给 ａｎ 对
果从 主客观 方面分析 、 对比表明 ，ａｎ Ｃ ｎｙ算子提 取边缘的效果较理想． 关键词 ： ａｎ Ｃ ｎｙ算子 ； 边缘检测 ； 图像 处理
中图分类号 ：Ｐ ０ Ｔ３ １ 文献标识码 ： Ａ 文章篇号 ： ０ －４ １ ２ １ ）２０ ４ ．３ １ ８２４ （０ ０ ０ －０８０ ０ －