图像分割与边缘检测ppt课件.ppt

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1、第9章图像分割与边缘检测9.1论述9.2阈值化技术9.3边缘检测9.4边界跟踪9.5阈值分割9.6区域分割9.7运动分割9.1论述图9-1图像分割在整个图像处理过程中的作用图像分割是指将一幅图像分解为若干互不交叠的、有意义的、具有相同性质的区域。好的图像分割应具备以下特征。（1）分割出来的各区域对某种特质（例如灰度、纹理）而言具有相似性，区域内部是连通的且没有过多小孔。（2）相邻区域对分割所依据的性质有明显的差异。（3）区域边界是明确的。9.2阈值化技术9.2.1灰度门限法9.2.2灰度门限法应用9.2.1灰度门限法根据划分方法的不同，可以将灰

2、度门限法分为：1．直接门限法2．间接门限法3．多门限法9.2.2灰度门限法应用寻找灰度门限也可以用一个解析函数来拟合直方图双峰之间的部分，然后再用函数求极值的方法找出这个解析函数极小值的位置作为谷点。可以利用统计判决确定门限，比如利用最小误判概率准则确定分割的最佳门限。9.3边缘检测9.3.1边缘检测算子9.3.2边缘检测算子的MATLAB实现边缘的检测正是利用物体和背景在某种图像特性上的差异来实现的，这种差异包括灰度、颜色或者纹理特征。边缘检测实际上就是检测图像特性发生变化的位置。9.3.1边缘检测算子函数导数反映图像灰度变化的显著程度，一

3、阶导数的局部极大值和二阶导数的过零点都是图像灰度变化极大的地方。因此可将这些导数值作为相应点的边界强度，通过设置门限的方法，提取边界点集。1．基于一阶导数的边缘检测常用的边缘检测算子有Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子、LOG算子和Canny算子，由于图像由离散的像素点组成，这些算子将用差分近似偏导数。（1）Roberts交叉算子（2）Sobel算子（3）Prewitt算子Canny算子的梯度是用高斯滤波器的导数计算的，检测边缘的方法是寻找图像梯度的局部极大值。Canny算法步骤如下。①用高斯滤波器平滑图像；②计算滤波后图像

4、梯度的幅值和方向；③对梯度幅值应用非极大值抑制，其过程为找出图像梯度中的局部极大值点，把其他非局部极大值点置零以得到细化的边缘；④用双阈值算法检测和连续边缘，使用两个阈值T1和T2（T1＞T2），T1用来找到每条线段，T2用来在这些线段的两个方向上延伸寻找边缘的断裂处，并连接这些边缘。（4）Canny算子零交叉方法先用指定的滤波器对图像进行滤波，然后寻找零交叉点作为边缘。（5）零交叉方法图像灰度二阶导数的过零点对应边缘点，如图9-3所示。2．基于二阶导数的边缘检测图9-3基于二阶导数的边缘检测（1）拉普拉斯算子基本思想：先用高斯函数对图像滤波，

5、然后对滤波后的图像进行拉普拉斯运算，算得的值等于零的点认为是边界点。（2）拉普拉斯-高斯边缘检测算子（LOG：LaplacianOfGaussian；Marr算子）Roberts算子：利用局部差分算子寻找边缘，边缘定位精度较高，但容易丢失一部分边缘，同时由于图像没经过平滑处理，因此不具备抑制噪声能力。该算子用于具有陡峭边缘且噪声低的图像效果较好。3．各种边缘检测算子的比较Sobel算子和Prewitt算子：都是对图像先作加权平滑处理，然后再作微分运算，所不同的是平滑部分的权值有些差异，因此对噪声具有一定的抑制能力，但不能完全排除检测结果中出现的

6、虚假边缘。虽然这两个算子边缘定位效果不错，但检测出的边缘容易出现多像素宽度。Laplacian算子：是不依赖于边缘方向的二阶微分算子，对图像中的阶跃型边缘点定位准确，该算子对噪声非常敏感，它使噪声成分得到加强，这两个特性使得该算子容易丢失一部分边缘的方向信息，造成一些不连续的检测边缘，同时抗噪声能力比较差。LOG算子：该算子克服了Laplacian算子抗噪声能力比较差的缺点，但在抑制噪声的同时也可能将原有的比较尖锐的边缘也平滑掉了，造成这些尖锐边缘无法被检测到。Laplacian算子：是不依赖于边缘方向的二阶微分算子，对图像中的阶跃型边缘点定位

7、准确，该算子对噪声非常敏感，它使噪声成分得到加强，这两个特性使得该算子容易丢失一部分边缘的方向信息，造成一些不连续的检测边缘，同时抗噪声能力比较差。LOG算子：该算子克服了Laplacian算子抗噪声能力比较差的缺点，但在抑制噪声的同时也可能将原有的比较尖锐的边缘也平滑掉了，造成这些尖锐边缘无法被检测到。9.3.2边缘检测算子的MATLAB实现1．edge函数edge函数调用格式如下：[g,t]=edge(I,'method',parameters)BW=edge(I,'roberts')BW=edge(I,'roberts',thresh)[

8、BW,thresh]=edge(I,'roberts',...)（1）使用Roberts算子的edge函数语法格式：BW=edge(I,'sobel'