图 像 边 缘 检 测 的 综 述 1 .1 0 前 言 边 缘 是 图 象 最 基 本 的 特 征 . 边 缘 检 测 在 计 算 机 视 觉 、 图 象 分 析 等 应 用 中 起 着 重 要 的 作用 ,是 图 象 分 析 与 识 别 的 重 要 环 节 ,这 是 因 为 子 图 象 的 边 缘 包 含 了 用 于 识 别 的 有 用 信 息 . 所以 边 缘 检 测 是 图 像 分 析 和 模 式 识 别 的 主 要 特 征 提 取 手 段 。 所 谓 边 缘 是 指 其 周 围 像 素 灰 度 后 阶 变 化 或 屋 顶 状 变 化 的 那 些 像 素 的 集 合 ,它 存 在 于 目 标与 背 景 、 目 标 与 目 标 、 区 域 与 区 域 ,基 元 与 基 元 之 间 。 因 此 它 是 图 象 分 割 所 依 赖 的 重 要 的 特征 ,也 是 纹 理 特 征 的 重 要 信 息 源 和 形 状 特 征 的 基 础 ;而 图 象 的 纹 理 形 状 特 征 的 提 取 又 常 常 依赖 于 图 象 分 割 。 图 象 的 边 缘 提 取 也 是 图 象 匹 配 的 基 础 ,因 为 它 是 位 置 的 标 志 ,对 灰 度 的 变 化不 敏 感 ,它 可 作 为 匹 配 的 特 征 点 。 图 象 的 其 他 特 征 都 是 由 边 缘 和 区 域 这 些 基 本 特 征 推 导 出 来 的 . 边 缘 具 有 方 向 和 幅度 两个特 征 . 沿边 缘 走向 ,像 素 值变 化 比较平缓;而 垂直与 边 缘 走向 ,则像 素 值变 化 比较剧烈. 而这 种剧烈可 能呈现阶 跃状 ,也 可 能呈现斜坡状 。 边 缘 上像 素 值的 一阶 导 数较大;二阶 导 数在边 缘 处值为 零,呈现零交叉。 经典的 、最 简单的 边 缘 检 测 方 法是 对 原始图 象 按像 素 的 某邻域 构造边 缘 算 子 . 由 于 原始图 象 往往含 有 噪声,而 边 缘 和 噪声在 空间 域 表现为 灰 度 有 比较大的 起 落;在 频域 则反应 为 同是 高频分 量,这 就给边 缘 检 测 带来 困难. Marr 和 Hildreth 提 出 的 零交叉边 缘 检 测 是 一种十分 有 效的 方 法,他 们认为 :其 一,图 象强度 的 突变 将在 一阶 导 数中 产生一个峰或 等 价于 二阶 导 数...
