一种图像边缘检测算法的改进和实现-论文.pdf

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1、第24卷第9期计算机技术与发展VoI_24No．92014年9月C0MPUTERTECHN0LOGYANDDEVELOPMENTSep．2014一种图像边缘检测算法的改进和实现汪眩紫，孙宪坤，刘锴(上海工程技术大学电子电气工程学院，上海201620)摘要：边缘检测是图像分割和模式识别的必要工作。首先分析了传统的导数算子Sobel和Canny的检测原理及其优缺点。然后针对图像边缘检测的特点，从模糊聚类角度出发，提出一种改进的蚁群算法。根据图像灰度和梯度特征设置初始聚类中心，改进启发式函数，将蚁群算法得到的聚类中心作为模糊C均值聚类的初始中心，

2、再进行FCM聚类，实现基于目标函数的模糊聚类。最后对文中提到的各种算法的实验结果进行比较与分析，结果表明文中改进算法是有效的。关键词：蚁群算法；模糊聚类；导数算子；边缘检测；特征提取中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1673—629X(2014)09-0108-04doi：10．3969／j．issn．1673—629X．2014．09．024ImprovementandImplementationforanImageEdgeDetectionAlgorithmWANGXuan—zi，SUNXian-kun，LIUKai(Col

3、legeofElectronicandElectricEngineering，ShanghaiUniversityofEngineeringScience，Shanghai201620，China)Abstract：Edgedetectionisnecessaryforimagesegmentationandpaternrecognition．Inthispaper，analyzethedetectionprincipleandadvantagesanddisadvantagesoftraditionaloperatorslikeSobel

4、andCanny．Then，aimingatthefeaturesforimageedgedetection，proposeanimprovedantcolonyalgorithmfromtheaspectoffuzzyclustering．Setthecenterofinitialclusteringaccordingtotheimagegrayandgradientfeatureforimprovingheuristicfunction，takingtheclusteringcenterobtainedbyantcolonyalgori

5、thmastheinitialcenterofFCMtocluster，realizethefuzzyclusteringbasedontheobjectfunction．Atlast，makeacomparisonandanalysisfortheresultsofdifferental-gorithms，whichprovestheeficiencyoftheimprovedantcolonyalgorithms．Keywords：antcolonyalgorithm；fuzzyclustering；derivativeoperator

6、；edgedetection；featureextractionO引言点，它们虽然简单快速，但是缺点也很明显，对于有噪在研究图像的过程中，大部分情况下只关注图像声的图像检测效果不好，且图像复杂时检测也不完整，中的目标或前景，为了分析这些区域，需要把它们分离有时不能检测到弱边缘。提取出来。图像分割的目的是把图像划分成若干个不蚁群算法是意大利人M．Dorigo受蚂蚁觅食过程启发而提出的一种随机搜索的优化算法，算法的正相交的区域，使各区域具有一致性。边缘检测是图反馈机制和强鲁棒性等使之成为解决众多传统问题的像分割和模式识别的必要工作，其算法性能的

7、优劣直新方法。基于图像处理的特点，文中提出了一种改进接影响着后续图像分析结果的好坏。的蚁群算法，根据图像的直方图和梯度，设置初始聚类边缘检测常用的方法是基于图像边缘点的灰度不中心，改进启发式函数，实现基于目标函数的模糊聚连续性。对于传统的导数算子，一阶的有PrewiR算类。通过实验，并与Sobel算子和Canny算子的检测子、Sobel算子等；二阶的有Laplacian算子、Canny算结果进行比较，结果表明改进的蚁群算法是一种有效子等。文中分析了Sobel算子和Canny算子的优缺的边缘检测方法。收稿日期：2013—10—30修回日期：2

8、014—02—05网络出版时间：2014—07—17基金项目：上海市重点创新项目(14zz156)；上海工程技术大学学科建设专项基金(xkczl212)；上海工程技术大学“十二五