数字图像处理边缘检测算子

边缘检测 论文 毕业设计

第2期(总第153期)

2009年4月机械工程与自动化

MECHANICAL　ENGINEERING　&　AUTOMATIONNo12

Apr1

文章编号:167226413(2009)0220043202

熊秋菊,(山东理工大学机械工程学院,255049摘要:种常用的经典边缘检测算子进行了理论分析,并通过VC++;通过对检测结果进行比较分析,得出,。关键词:算子P3911:A

0　引言

图像的边缘是图像的重要特征之一,数字图像的

边缘检测是图像分割、目标区域识别、区域形状提取等图像分析领域十分重要的基础,其目的是精确定位边缘,同时较好地抑制噪声,因此边缘检测是机器视觉系统中必不可少的重要环节。然而,由于实际图像中的边缘是多种边缘类型的组合,再加上外界环境噪声的干扰,边缘检测又是数字图像处理中的一个难题。1　经典边缘检测算子的理论分析和比较

所谓边缘是指其周围像素灰度有阶跃变化或屋顶变化的那些像素的集合,两个具有不同灰度值的相邻区域之间总存在边缘。图像的边缘是图像的基本特征。边缘可以分为两种:一种被称为阶跃性边缘,它两边像素的灰度值有着显著的差别;另一种称为屋顶状边缘。

边缘检测算子是利用图像边缘的突变性质来检测边缘的。它主要分为

外文资料译文

外文资料译文

数字图像处理与边缘检测

1.数字图像处理

数字图像处理方法的研究源于两个主要应用领域：其一是为了便于人们分析而对图像信息进行改进：其二是为使机器自动理解而对图像数据进行存储、传输及显示。

一幅图像可定义为一个二维函数f(x,y)，这里x和y是空间坐标，而在任何一对空间坐标(x,y)上的幅值f 称为该点图像的强度或灰度。当x,y和幅值f为有限的、离散的数值时，称该图像为数字图像。数字图像处理是指借用数字计算机处理数字图像，值得提及的是数字图像是由有限的元素组成的，每一个元素都有一个特定的位置和幅值，这些元素称为图像元素、画面元素或像素。像素是广泛用于表示数字图像元素的词汇。

视觉是人类最高级的感知器官，所以，毫无疑问图像在人类感知中扮演着最重要的角色。然而，人类感知只限于电磁波谱的视觉波段，成像机器则可覆盖几乎全部电磁波谱，从伽马射线到无线电波。它们可以对非人类习惯的那些图像源进行加工，这些图像源包括超声波、电子显微镜及计算机产生的图像。因此，数字图像处理涉及各种各样的应用领域。

图像处理涉及的范畴或其他相关领域（例如，图像分析和计算机视觉）的界定在初创人之间并没有一致的看法。有时用处理的输入和输出内容都是图像这一特

科技研究

江苏科技大学

硕士学位论文

基于数字图像处理的火焰检测算法研究

姓名：徐之

申请学位级别：硕士

专业：计算机应用技术

指导教师：韩斌

20080318

科技研究

基于数字图像处理的火焰检测算法研究

大摘要

随着社会经济的发展和科学技术的进步，特别是城市人口的急剧增加和城

市化进程的飞速发展，高层建筑和大空间场所越来越多，火灾的防范和发现变得越来越紧迫。传统型火灾探测技术在大空间、大面积、环境比较恶劣和室外坏境等场所不能很好发挥现有火灾探测设备的作用。在这一情况下，基于数字图像处理技术的火灾报警技术作为目前一种新型有效的早期火灾探测技术，必将受到人们的关注，也必将具有广阔的应用前景和使用价值。

本文在分析火灾火焰图像特征的基础上，设计并实现基于红外图像的火焰

检测算法。算法主要采用统计背景模型的减背景法来分割疑似火焰目标，采用离散余弦来描述疑似火焰目标高度的变化，采用分散度、尖角数目以及火焰高度变化来表征火焰目标，采用火警概率模型来判别火焰目标。

本文的主要内容如下：

1、介绍了传统型火灾探测技术的不足和基于数字图像处理的火灾探测技术

的研究背景和意义、国内外研究动态、研究遇到的问题以及发展趋势。

2、简单介绍了数字图像处理技术的预处理算法，分割算法的技术、评价和

发展和当

不同图像灰度不同，边界处一般会有明显的边缘，利用此特征可以分割图像。需要说明的是：边缘和物体间的边界并不等同，边缘指的是图像中像素的值有突变的地方，而物体间的边界指的是现实场景中的存在于物体之间的边界。有可能有边缘的地方并非边界，也有可能边界的地方并无边缘，因为现实世界中的物体是三维的，而图像只具有二维信息，从三维到二维的投影成像不可避免的会丢失一部分信息；另外，成像过程中的光照和噪声也是不可避免的重要因素。正是因为这些原因，基于边缘的图像分割仍然是当前图像研究中的世界级难题，目前研究者正在试图在边缘提取中加入高层的语义信息。

在实际的图像分割中，往往只用到一阶和二阶导数，虽然，原理上，可以用更高阶的导数，但是，因为噪声的影响，在纯粹二阶的导数操作中就会出现对噪声的敏感现象，三阶以上的导数信息往往失去了应用价值。二阶导数还可以说明灰度突变的类型。在有些情况下，如灰度变化均匀的图像，只利用一阶导数可能找不到边界，此时二阶导数就能提供很有用的信息。二阶导数对噪声也比较敏感，解决的方法是先对图像进行平滑滤波，消除部分噪声，再进行边缘检测。不过，利用二阶导数信息的算法是基于过零检测的，因此得到的边缘点数比较少，有利于后继的处理和识别工

本科生毕业论文,内容完善,仅供参考,请勿抄袭!否则后果自负!!

目录

第1章 引言 ................................................................................................................. 1

第2章 图像边缘及边缘检测 ..................................................................................... 2

2.1 边缘的定义及类型 ...................................................................................................... 2

2.2 图像的边缘检测 ........................................................................................................... 2

第3章 几种经典边缘检测算子的理论分析 ...............

数字图像处理技术课程设计

图像边缘检测

编程实现灰度图像的几种常用的边缘检测算法，包括：梯度边缘检测算法、Roberts边缘检测算法、Sobel边缘检测算法、拉普拉斯边缘检测算法、canny边缘检测算法、Prewitt边缘检测算法和Krisch边缘检测算法。

代码：

头文件：

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ bmpFile.h

#ifndef BMP_FILE_H #define BMP_FILE_H

BYTE *Read8BitBmpFile2Img(const char *filename,int *width,int *height); bool Write8BitImg2BmpFile(BYTE *pImg,int width,int height,const char *filename); BYTE *Read24BitBmpFile2Img(const char *filename,int *width,int *height);

bool Write24BitImg2BmpFile(BYTE *pImg,int

1 灰度直方图

在数字图象处理中，一个最简单和最有用的工具是灰度直方图。该函数概括了一幅图象的灰度级内容。任何一幅图象的直方图都包括了可观的信息，某些类型的图象还可由其直方图完全描述。直方图的计算是简单的，特别是当一幅图从一个地方被复制到另一个地方时，直方图的计算可以用非常低的代价来完成。

1.1 定义

灰度直方图是灰度级的函数，描述的是图象中具有该灰度级的象素的个数：其横坐标是灰度级，纵坐标是该灰度出现的频率（象素个数）。

1.2 直方图的性质

1.2.1 性质1

当一幅图象被压缩为直方图后，所有的空间信息都丢失了。直方图描述了每个灰度级具有的象素的个数，但不能为这些象素在图象中的位置提供任何线索。因此，任一特定的图象有唯一的直方图，但反之并不成立——极不相同的图象可以有着相同的直方图。无法解决目标形状问题。 1.2.2 性质2

具有可加性。如果一图象由两个不连接的区域组成，并且每个区域的直方图已知，则整幅图象的直方图是该两个区域的直方图之和。

1.3 直方图的用途

1.3.1 数字化参数

直方图给出了一个简单可见的指示，用来判断一幅图象是否合理地利用了全部被允许的灰度级范围。一般一幅数字图象应

数字图像处理

1研1305

班

数字图像处理电子技术2013-01

一、简述图像处理、图像分析、图像理解各自有什么特点。他们之间有哪些联系和区别？（14分）

答：图像处理指修改图像的外观，以达到美化或者其他的特殊效果。

图像分析指图像的元素形成，色彩范围，像素等内在的因素。

图像理解指研究图像所表达的深层涵义。

图像分析的结果可以用于图像处理，图像处理的结果可以左右图像理解，图像理解的深浅对图像处理和图像分析没有影响。

二、连续图像f （x,y）与数字图像Ｉ（r,c）中各量的含义分别是什么？他们有什么联系和区别？（14分）

答：f(x,y)表示二维图像在空间XY 中一个坐标点的位置（实际图像的尺寸是有限的，所以x 和y 的取值也是有限的），即f(x，y)中的x，y 分别代表一个点连续图像中的x 轴和y 轴的坐标，而f 则代表图像在点（x,y）的某种性质F 的数值（实际图像中各个位置上所具有的性质F 的取值也是有限的，所以F 得取值也是有限的）。F,x,y 的值可以是任意实数。图像在点（x,y）也可以有多重性质，此时可用矢量f 来表示。数字图像I（r，c）表示位于图像矩阵上第r 行，第c 列的元素幅值。其中I,c,r 的值都是整数。I(r，c)是通过对f(x，y)

数 字 图 像 处 理

学院：行姓名：学号：教师：时间：

12数信院 姜 晶 12202509 朱 杰 2014年10月

一 绪论1.1

人类传递信息的主要媒介是语音和图像。据统计，在人类接受的信息中，听觉信息占20%，视觉信息占60%，所以作为传递信息的重要媒体和手段——图像信息是十分重要的，俗话说“百闻不如一见”、“一目了然”，都反映了图像在传递信息中独到之处。

目前，图像处理技术发展迅速，其应用领域也愈来愈广，有些技术已相当成熟并产生了惊人的效益，当前图像处理面临的主要任务是研究心的处理方法，构造新的处理系统，开拓更广泛的应用领域。

数字图像处理（Digital Image Processing）又称为计算机数字图像处理，它是指将数字图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。数字图像处理最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一定水平，人们开始利用计算机来处理图形和数字图像信息。数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。早期的数字图像处理的

一、 单项选择题

1.一幅灰度级均匀分布的图象，其灰度范围在[0，255]，则该图象的信息量为：D

A. 0 B.255 C.6 D.8

2.图象与灰度直方图间的对应关系是： B

A.一一对应 B.多对一 C.一对多 D.都不对 3. 下列算法中属于图象锐化处理的是： C

A.低通滤波 B.加权平均法 C.高通滤 D. 中值滤波 4.下列算法中属于点处理的是： B

A.梯度锐化 B.二值化 C.傅立叶变换 D.中值滤波 5、计算机显示器主要采用哪一种彩色模型 A A、RGB B、CMY或CMYK C、HSI D、HSV 6. 下列算法中属于图象平滑处理的是： C

A.梯度锐化B.直方图均衡 C. 中值滤波 D.Laplacian增强

7.采用模板［-1 1］主要检测__C_方向的边缘。A.水平 B.45° C.垂直 D.135° 8.对一幅100?100像元的图象，若每像元用８bit表示其灰度值，经霍夫曼编码后压缩图象的数据量为40000bit，则图象的压缩比为： A A.2:1 B.3:1 C.4:1 D.1:2 9.维纳滤波器通常用于 C

A、去噪 B、减小图像动态范围 C、复原图像 D、平滑图像 10