68边缘检测 边缘(edge)是指图像局部强度变化最显著的部分．边缘主要存在于目标与目标、目标与背景、区域与区域(包括不同色彩)之间，是图像分割、纹理特征和形状特征等图像分析的重要基础．图像分析和理解的第一步常常是边缘检测(edge detection)．由于边缘检测十分重要，因此成为机器视觉研究领域最活跃的课题之一．本章主要讨论边缘检测和定位的基本概念，并使用几种常用的边缘检测器来说明边缘检测的基本问题． 图像中的边缘通常与图像强度或图像强度的一阶导数的不连续性有关．图像强度的不连续可分为：(1) 阶跃不连续，即图像强度在不连续处的两边的像素灰度值有着显著的差异；(2) 线条不连续，即图像强度突然从一个值变化到另一个值，保持一个较小的行程后又返回到原来的值．在实际中，阶跃和线条边缘图像是很少见的，由于大多数传感元件具有低频特性，使得阶跃边缘变成斜坡型边缘，线条边缘变成屋顶形边缘，其中的强度变化不是瞬间的，而是跨越一定的距离，这些边缘如图6．1 所示． （a） (b) 图6．1 两种常见的边缘，(a) 阶跃函数，(b) 线条函数． 其中第一排为理想信号，第二排对应实际信号 对一个边缘来说，有可能同时具有阶跃和线条边缘特性．例如在一个表面上，由一个平面变化到法线方向不同的另一个平面就会产生阶跃边缘；如果这一表面具有镜面反射特性且两平面形成的棱角比较圆滑，则当棱角圆滑表面的法线经过镜面反射角时，由于镜面反射分 69量 ， 在 棱 角 圆 滑 表 面 上 会 产 生 明 亮 光 条 ， 这 样 的 边 缘 看 起 来 象 在 阶 跃 边 缘 上 叠 加 了 一 个 线 条边 缘 ． 由 于 边 缘 可 能 与 场 景 中 物 体 的 重 要 特 征 对 应 ， 所 以 它 是 很 重 要 的 图 像 特 征 。 比 如 ， 一个 物 体 的 轮 廓 通 常 产 生 阶 跃 边 缘 ， 因 为 物 体 的 图 像 强 度 不 同 于 背 景 的 图 像 强 度 ． 在 讨 论 边 缘 算 子 之 前 ， 首 先 给 出 一 些 术 语 的 定 义 ： 边 缘 点 ： 图 像 中 具 有 坐 标],[ji且 处 在 强 度 显 著 变 化 的 位 置 上 的 点 ． 边 缘 段 ： 对 应 于 边 缘 点 坐 标],[ji及 其 方 位 θ ， 边 缘 的 方 位 可 能 是 梯 度 角 ． 边 缘 检 测 器 ： 从 图 像 ...
