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重庆邮电大学 毕业设计（论文）
设计（论文）题目：
数字图像微分算子边缘检测 学 院 名 称 ： 计算机科学与技术 学 生 姓 名 ： a 专 业 ： 软件工程 班 级 ： 1310402 学 号 ： 04370228 指 导 教 师 ： a 答辩组 负责人 ：
填表时间： 年 月 重庆邮电大学教务处制
重庆邮电大学计算机科学与技术学院本科毕业设计(论文)
摘 要
在图像分割技术的研究与应用中，图像边缘检测是一项最基本也是最重要的方法。近年来图像边缘检测得到了广泛而持续的关注和研究，是数字图像处理研究的热点和难点之一。本文以微分算子为研究对象，针对图像边缘检测，对利用微分算子进行边缘检测进行了详尽的分析，对一阶微分算子进行了改进，提高了一阶微分算子的抗噪性，通过本文的研究，在以下几方面取得了进展：
1. 对当前图像边缘检测的现状以及利用微分算子进行边缘检测的原理进行了
探讨。
2. 对经典的一阶微分算子主要包括Roberts算子，Prewitt算子，Sobel算子以
及方向算子实现原理进行了描述。用VC++对各类一阶算法进行了程序的实现，并根据实验的结果对各类一阶微分算子的优缺点进行了比较分析，其中，Roberts算子和Prewitt算子的抗噪能力没有Sobel算子的抗噪能力强，Sobel算子是综合性能较好的一阶微分算子。
3. 对一阶微分算子提出了改进算法，将除噪操作和一阶微分算子进行相结合，
从而有效地提高了一阶微分算子的抗噪能力，使一阶微分算子得到了更好的检测效果。
4. 对经典的二阶微分算子主要包括了拉普拉斯算子和马尔算子实现原理进行
了描述。用VC++对算法进行了程序的实现，并根据实验的结果对这两个二阶微分算子的优缺点进行了比较分析。
【关键词】边缘检测 一阶微分算子 二阶微分算子
II
重庆邮电大学计算机科学与技术学院本科毕业设计(论文)
ABSTRACT
In Segmentation Study and Application of Technology, the image edge detecti-on is a most fundamental and important way. Edge detection in recent years has been broad and sustained attention and study, is the digital image processing on a hot and difficult one. Based on differential operator for the study, for edge dete-ction, the use of differential edge detection operator to carry out a detailed analy-sis of the first order differential operator to improve and enhance the first-order differential operator of the anti-noise, through this research, the following progress has been made:
1. On the current status of the image edge detection and the use of differen-tial operator for the edge detection theory was discussed.
2. This paper has a research and analysis in first-order differential operators
includes Roberts edge detection, Prewitt edge detection, Sobel edge detect-ion and direction edge detection. In this paper, the realization theory is d-escribed in detail; the algorithm is realized by programming, and doing a comparison among the first-order differential operators.
3. The first order of the differential operator to improve the algorithm will o
perate in addition to noise and the first differential operator for the comb-ination, which has effectively improved the first order differential operator of the anti-noise capability.
4. This paper has a research and analysis in the second-order differential op-ertor includes Laplacian edge detection and Marr edge detection. The alg-orithm is realized by programming with VC++, and doing a compares-on among the second-order differential coefficient.
【Keywords】edge detection first-order differential opertor second-order differential opertor
III
重庆邮电大学计算机科学与技术学院本科毕业设计(论文)
目 录
摘 要. ................................................................................................................................. II 第一章 绪 论 ......................................................................................................................... 1
第一节 图像分割技术概述 ........................................................................................ 1 第二节 图像边缘检测的研究现状 ............................................................................ 2
一、并行边缘检测技术 ......................................................................................... 3 二、串行边缘分割技术 ......................................................................................... 4 第三节 研究的目的及意义 ........................................................................................ 5 第四节 本文主要工作 ................................................................................................ 6 第五节 本文内容与结构 ............................................................................................... 6 第二章 微分算子边缘检测原理 ........................................................................................... 8
第一节 图像边缘分类及特征分析 ............................................................................ 8 第二节 微分算子的检测原理 .................................................................................... 9 第三章 经典微分算子 ......................................................................................................... 12
第一节 经典一阶微分算子 ......................................................................................... 12
一、Roberts 算子 ............................................................................................... 13 二、Prewitt 算子 ............................................................................................... 14 三、Sobel算子 .................................................................................................... 17 四、方向算子 ....................................................................................................... 20 第二节 经典二阶微分算子 ......................................................................................... 23
一、拉普拉斯（Laplacian）算子 ..................................................................... 23 二、马尔（Marr-Hildreth）算子 ..................................................................... 26
第四章 微分算子边缘检测的后处理 ................................................................................ 32
第一节 形态学方法细化边缘 .................................................................................. 32
IV
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