基于Simulink的图像及视频边缘检测

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1、维普资讯http://www.cqvip.com辽宁大学学报JOURNALOFLIAONINGUNIVERSITY自然科学版NaturalSc／encesE／on第35卷第1期2008年V01．35No．12008基于Simulink的图像及视频边缘检测赵雪英(辽宁大学信息科学与技术学院，辽宁沈阳110036)摘要：边缘检测是图像分割、模式识别等图像分析领域十分重要的基础课题．MATLAB的Simulink是进行动态系统的模型化、仿真和分析工具．阐述了传统的边缘检测方法一微分算子法，应用MATLAB2

2、007Simulink的视频和图像工具集进行图像及视频边缘检测，给出仿真模型并进行仿真结果比较．关键词：边缘检测；微分算子；Simulink仿真．中图分类号：TP751文献标识码：A文章编号：1000-5846(2008)01-0052-03边缘检测是图像分割、目标区域识别、区域形r1状提取等图像分析领域十分重要的基础，是图像识别中提取图像特征的一个重要内容．vf_【引薹IMATLAB的Simulink是从底层开发的一个完整的仿真环境和图形界面，可完成面向框图的系在边缘检测中，梯度向量的大小=^／／+

3、c：统仿真的全部过程，直观、快速和准确地达到仿真表示在方向每增加单位距离后，Y)值增大目标．其中的视频和图像处理模块集可以进行图的最大变化率，梯度向量的方向0=arctan()像处理算法的图形化设计、图形化仿真，缩短开发时间，结合实时工具箱可以自动产生用于实时处表示向量在(，Y)处的方向角．理的嵌入式C代码．1．2边缘检测模块中几种常用算子1边缘检测的基本原理及经典算子在MATLAB的命令窗口键人simulink并回边缘是指灰度有阶跃变化或屋顶变化的那些车，边缘检测模块(edgedetection)在

4、simulink像素的集合，是图像的基本特征，有方向和幅度2librarybrowse中的videoandimageprocessing个特性．由于边缘发生在图像灰度值变化比较大blockset模块集的analysis&enhancement中．此的地方，对应连续情形就是函数梯度较大的地方．模块支持的边缘检测算子如下，假设图像邻域为：经典的边缘检测方法是构造对像素灰度级阶跃变化敏感的微分算子，如Sobel算子、Robert算子、Prewitt算子等．这些算子基于一阶方向导数在边缘处取最大值，其特点是边

5、缘检测速度快，但得到的往往是断续的、不完整的结构信息．1．1经典的梯度算子图像，Y)在位置x，Y)的梯度是指在坐标(1)sob'el边缘算子：该算子由于增加中心点的权(，Y)的厂的最大变化率方向，定义为：值可实现某种程度的平滑，加强了对噪声的抑制．·作者简介：赵雪英(1974一)，女，辽宁鞍山人，硕士研究生，讲师，从事领域为数字图像处理研究．收稿日期：2007-06．12维普资讯http://www.cqvip.com第1期赵雪英：基于Simulink的图像及视频边缘检测53水平方向梯度：G=(7+8

6、+)一(+(4)canny算子：是基于最优化算法的边缘检测算2+)垂直方向梯度：G=(Z3+6+)一(子，具有很好的信噪比和检测精度，对受白噪声影+2Z4+7)响的阶跃型边缘来说是最优的．(2)Prewitt边缘算子：比sobel计算简单，但较易2应用视频和图像处理工具集进行产生噪声．边缘检测水平方向梯度：=(z7++)一(+‘+3)垂直方向梯度：G=(Z3+6+)一(+在simulink环境下，利用视频和图像处理工+)具集的边缘检测模块可以进行图像及视频的边缘(3)Roberts边缘算子：最简单的算

7、子，经常用于硬检测．该模块能够应用Sobel、Prewitt、Robe．s和件实现．canny算子进行图像和视频的边缘检测．水平方向梯度：=z9一垂直方向梯度：G2．1图像边缘检测模型=R一图像边缘检测的simulink模型如图1．图1图像边缘检测模型其中，ImageFromFile模块可以输入图像文件，它支持的格式有：．png，．jPg，．gif，．bmp，．tif等．此例中输出的数据类型设置为double．Colorspaceconversion模块将彩色文件转换为灰度图像文件格式．此模块可以进行

8、多种格式的图像类型转换，图圆一并可以将彩色图像分解为独立的彩色信号分别处理．Edgedetection模块进行边缘检测，它支持(a)原始图像(b)灰度图像(c)sobel算子sobel、prewitt、Roberts、canny四种算子，可根据需要进行选择．输出类型为二值图像．Videoviewer模块为显示输出结果．为显示出每个模块的输出，共加入三个此模块．图2为应用这四种算子进行边缘检测的输出■■■结果．(d)prewitt算子(e)roberts算