边缘检测和轮廓提取方法和VC++程序

《边缘检测和轮廓提取方法和VC++程序》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、边沿检测和轮廓提取方法和程序1边沿检测我们给出一个模板和一幅图象。不难发现原图中左边暗，右边亮，中间存在着一条明显的边界。进行模板操作后的结果如下：。可以看出，第3、4列比其他列的灰度值高很多，人眼观察时，就能发现一条很明显的亮边，其它区域都很暗，这样就起到了边沿检测的作用。为什么会这样呢？仔细看看那个模板就明白了，它的意思是将右邻点的灰度值减左邻点的灰度值作为该点的灰度值。在灰度相近的区域内，这么做的结果使得该点的灰度值接近于0；而在边界附近，灰度值有明显的跳变，这么做的结果使得该点的灰度值很大

2、，这样就出现了上面的结果。这种模板就是一种边沿检测器，它在数学上的涵义是一种基于梯度的滤波器，又称边沿算子，你没有必要知道梯度的确切涵义，只要有这个概念就可以了。梯度是有方向的，和边沿的方向总是正交(垂直)的，例如，对于上面那幅图象的转置图象，边是水平方向的，我们可以用梯度是垂直方向的模板检测它的边沿。例如，一个梯度为45度方向模板，可以检测出135度方向的边沿。1.        Sobel算子在边沿检测中，常用的一种模板是Sobel算子。Sobel算子有两个，一个是检测水平边沿的；另一个是检测

3、垂直平边沿的。与和相比，Sobel算子对于象素的位置的影响做了加权，因此效果更好。Sobel算子另一种形式是各向同性Sobel(IsotropicSobel)算子，也有两个，一个是检测水平边沿的，另一个是检测垂直平边沿的。各向同性Sobel算子和普通Sobel算子相比，它的位置加权系数更为准确，在检测不同方向的边沿时梯度的幅度一致。下面的几幅图中，图7.1为原图；图7.2为普通Sobel算子处理后的结果图；图7.3为各向同性Sobel算子处理后的结果图。可以看出Sobel算子确实把图象中的边沿提取

4、了出来。图7.1    原图图7.2    普通Sobel算子处理后的结果图图7.3    各向同性Sobel算子处理后的结果图在程序中仍然要用到第3章介绍的通用3×3模板操作函数TemplateOperation，所做的操作只是增加几个常量标识及其对应的模板数组，这里就不再给出了。2.        高斯拉普拉斯算子由于噪声点(灰度与周围点相差很大的点)对边沿检测有一定的影响，所以效果更好的边沿检测器是高斯拉普拉斯(LOG)算子。它把我们在第3章中介绍的高斯平滑滤波器和拉普拉斯锐化滤波器结合了起

5、来，先平滑掉噪声，再进行边沿检测，所以效果会更好。常用的LOG算子是5×5的模板，如下所示。到中心点的距离与位置加权系数的关系用曲线表示为图7.4。是不是很象一顶墨西哥草帽？所以，LOG又叫墨西哥草帽滤波器。图7.4    LOG到中心点的距离与位置加权系数的关系曲线图7.5为图7.1用LOG滤波器处理后的结果。图7.5    图7.1用LOG滤波器处理后的结果图LOG的算法和普通模板操作的算法没什么不同，只不过把3×3改成了5×5，这里就不再给出了。读者可以参照第3章的源程序自己来完成。7.2H

6、ough变换Hough变换用来在图象中查找直线。它的原理很简单：假设有一条与原点距离为s，方向角为θ的一条直线，如图7.6所示。图7.6   一条与原点距离为s，方向角为θ的一条直线直线上的每一点都满足方程(7.1)利用这个事实，我们可以找出某条直线来。下面将给出一段程序，用来找出图象中最长的直线(见图7.7)。找到直线的两个端点，在它们之间连一条红色的直线。为了看清效果，将结果描成粗线，如图7.8所示。图7.7原图图7.8Hough变换的结果可以看出，找到的确实是最长的直线。方法是，开一个二维数

7、组做为计数器，第一维是角度，第二维是距离。先计算可能出现的最大距离为，用来确定数组第二维的大小。对于每一个黑色点，角度的变化范围从00到1780(为了减少存储空间和计算时间，角度每次增加20而不是10)，按方程(7.1)求出对应的距离s来，相应的数组元素[s][]加1。同时开一个数组Line，计算每条直线的上下两个端点。所有的象素都算完后，找到数组元素中最大的，就是最长的那条直线。直线的端点可以在Line中找到。要注意的是，我们处理的虽然是二值图，但实际上是256级灰度图，不过只用到了0和255两

8、种颜色。BOOLHough(HWNDhWnd){//定义一个自己的直线结构   typedefstruct{                         inttopx;//最高点的x坐标                         inttopy;//最高点的y坐标                         intbotx;//最低点的x坐标                         intboty;//最低点的y坐标