1～2阶分数阶微分在图像边缘提取上的应用研究

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1、学校代码10530学号201330111798分类号TP39.1密级公开硕士学位论文1~2阶分数阶微分在图像边缘提取上的应用研究学位申请人王程啸指导教师徐建闽、黄辉先教授学院名称信息工程学院学科专业控制工程研究方向智能控制与图像处理二〇一六年五月二十日Appliedresearchofimageedgedetectionby1~2orderfractionaldifferentialCandidateWangChengxiaoSupervisorProf.XuJianmin,Prof.HuangHuixianCollegeTheColl

2、egeofInformationEngineeringProgramControlEngineeringSpecializationIntelligentControlandImageProcessingDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateMay20th,2016湘潭大学学位论文原创巧声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进斤研究所取得的研巧成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成

3、果作品。对本文的研巧做出重要贾献的个人巧集体。，均已在文中明满方式标巧本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。＾作者签名：玉曰期；沪／＜年月１曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被査阅和借阅。本人授权湘潭大学可Ｕｉｌ将本学位论文的全部或部分内容编■采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇入有关数据库进行检索，可ｙ编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：王＾曰期：年良月Ｔ曰

4、如１导师签曰期；良月《曰摘要图像的边缘检测是图像分割、模式识别等后续处理的关键步骤，边缘线段从视觉效果上不但要符合实际观察质量，也需要有不同的评价方法来定量分析。从图像边缘提取技术提出以来，许多经典传统算子不断涌现，学者也从各自研究领域推导出各类新型检测算子。由于图像的多样性和复杂性，边缘提取的精确度与断裂边缘的检测成为现有研究的难点。针对数字图像的处理中采用整数步长与0~1阶分数阶微分的掩模算子未能精确定位边缘信息，缺少图像的纹理细节的问题，在Laplacian算子的基础上提出了一种新的边缘检测掩模算子。该算法从Rieman

5、n-Liouville（R-L)定义出发，推出1~2阶分数阶微分在中频信号的增强效果优于0~1阶分数阶微分并显著提升了高频信号，最终得到精确的检测效果。在梯度图基础上通过相邻像素点梯度幅值变化搜索间断弱边缘，将断裂边缘与分数阶微分提取的边缘线段相结合，得到更为准确的边缘线段。本文主要工作包括以下几个方面：（1）由R-L分数阶微分定义出发推导出八方向上的1~2阶分数阶微分掩模算子；（2）通过Matlab对多组图像仿真，根据边缘检测的评价指标，从边缘完整性、时间复杂度、定位准确度和算子抗噪性等方面分析结果，证明了本文方法的有效性。（3）以梯

6、度为基础，在R-L分数阶微分算法的基础上提出了一种滞后连接的方法，根据像素的局部信息搜索断裂弱边缘，以使得该方法能越过间断点检测出断裂的边缘线段。关键词：边缘检测；视觉；分数阶微积分；八方向；综合评价IAbstractTheimageedgedetectionisthekeystepinthesubsequentprocessingduringimagesegmentationorpatternrecognition.Edgelineshouldnotonlyconformtotheactualobservationfromthemac

7、roscopicvisualquality,butalsobeneededtohavedifferentevaluationmethodtothequantitativeanalysis.Manynewoperatorsareconstantlyemergingsinceimageedgeextractiontechnologyisputforward.Scholarshavededucedallkindsofnewtypedetectionoperatorfromtheirrespectiveareas.Becauseofthevar

8、ietyandcomplexityoftheimage,theprecisionofedgedetectionandthedetectionofthebrokenedgearethedifficultpoi