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1、分类号:TP3910710-2011224003专业硕士学位论文基于数学形态学的图像边缘检测算法研究同小玲导师姓名职称付作良高工专业学位类别申请学位级别硕士计算机技术及领域名称论文提交日期2013年6月3日论文答辩日期2013年6月13日学位授予单位长安大学TheResearchofImageEdgeDetectionAlgorithmBasedonMathematicalMorphologyADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：TongXiaolingSupervisor：SeniorEngineerFuZuo
2、liangChang’anUniversity,Xi’an,China摘要边缘检测在数字图像处理中扮演着非常重要的角色。传统的边缘检测算子，比如Roberts算子，Sobel算子，Prewitt算子，Laplace算子均是线性滤波方法，在边缘检测中存在检测不完整、边缘模糊等缺点。数学形态学是一种非线性图像处理和分析理论，而且具有一套非常完整的理论知识、方法和算法体系。它是以图像的形态特征为研究对象，具有简化图像数据，保持图像的基本形态特征的特点，因此被广泛应用于图像处理的各个领域。本文首先介绍了图像边缘检测的背景、发展和意义。接着介绍了数学形态学的基本理论知识，分析和对比了各个
3、运算的特点和优缺点，从二值形态学推广到灰度形态学，而且分别介绍了二值形态学和灰度形态学在图像处理中的一些应用。然后介绍了现有的一些边缘检测算法，就经典的边缘检测算子（比如Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子Robinson算子等）与线性的边缘检测算子（即Canny算子、LOG算子等）的思想和性质进行了探讨和研究，同时给出了新兴的一些边缘检测算子（数学形态学算子，模糊检测算子和小波检测算子等），并分析其中的优缺点。其次，基于传统的形态学边缘检测算子，对现有的抗噪型形态学算子进行了改进和修正，并结合多结构元多尺度的概念，本文提出一种新的抗噪型多结构元多尺度形态学边
4、缘检测算法。最后，针对路面裂缝图像边缘检测，提出了结合改进的中值滤波的形态学边缘检测算法，实验证明了该算法是一种比较可行的算法，具有很好的应用价值。关键词：数学形态学，边缘检测，多结构元，多尺度IAbstractEdgedetectionplaysanimportantroleinthedigitalimageprocessing.Theconventionaledgedetectionoperators,suchasRoberts,Sobel,Prewitt,Laplace,whicharelinearfilteringmethods,andmisssomewhatinthe
5、resultsofedgedetection,furthermoretheyaresensitivetonoise.Mathematicalmorphology,amethodologyofnonlinearimageprocessingandanalysistheory,ithasacompletesetoftheories,methodsandalgorithmsystem.Ithassomemorphologicalcharacteristicssuchassimplifyingimagedata,maintainingthebasicshapeoftheimagemor
6、phologicalcharacteristics,thestudyobjectofmathematicalmorphologyismorphologicalcharacteristicsofimage.Soithaswidelyusedinvariousfieldsofimageprocessing.Thisarticalfirstlyexploresandstudiestheideasandnatureofconventionaledgedetectionoperators(ie:first-orderoperatorssuchasRoberts,Sobel,Prewitt
7、,second-orderoperatorssuchasLaplace,Kirsch,RobinsonandLog)andthenewedgedetectionoperators(ie:Canny,waveletedgedetectionalgorithmsandedgedetectionalgorithmbasedonfuzzytheory)，simultaneouslygivestheexperimentalresultsoftheseoperatorstoanalyzetheadvan
