基于Canny算子的边缘检测研究.pdf

第 2 7卷第 2 期 2 0 0 7年 5月 郑州牧业工程高 等专科学 校学报 J o u r n a l o f Z h e n g z h o u C o l l e g e o f An i ma l H u s b a n d r y E n g i n e e r i n g Vo 1 27 No 2 M a y 20 07 基于 C a n n y算子的边缘检测研究 蒋爱德 扈少华 郑州牧业工程 高等专科 学校 信 息工程 系 河南 郑州 4 5 0 0 1 1 中图分类号 TP 3 0 2 4 文献标识码 A 文章编号 l 0 0 8 3 l l l 2 0 0 7 O 2 0 0 3 8 一O 2 图像 的边缘是指 图像 中邻域灰度有显著变化 的像素的集合 它是 图像的基本特征 因此边缘检 测方 法在 图像 处理 中成 为一 个 十分 重要 的课 题 经 典的边缘提取方法是考察图像的每个像素在某个邻 域内灰度 的变化 利用边缘邻近一阶或二阶方向导 数变化规律 用简单的方法检测边缘 但是 因为边 缘和噪声都是高频信号 因此许多经典边缘检测算 法很难在边缘和噪声中做出取舍 在众多的边缘检 测算子中 C a n n y算子 因为具有优 良的边缘检测能 力 因此 在 图像处 理 中得到 广泛应 用 1 C a n n y准则 C a n n y认为好的检测算子应具有三个指标 好 的检测性能 高的定位精度 同一边缘有低的响应 的 次 数 好 的检测 性 能就是 检测 出的边缘 漏检 率最 少而 且误检率最少 假设 厂 z 是边界 为 一c c c c 滤 波器的脉冲响应 G 一z 代边缘 函数 d是高斯 噪 声的均方差 由于漏检率和误检率都随信噪比的增 大而减小 所 以好 的检测 性能就用信噪 比来衡量 信噪比越大 提取的边缘效果就越好 经过滤波后的图像边缘响应函数为 HG i G 一 厂 z d x 噪声 响应 的平 方根 是 Hz 一 f x d x 于是 C a n n y准则的第一个数学表达式为 S N R f 一 一 丝 H 2 6 j z x d x D 一 高的定位精度其数学表达式 L o c a t 一 二兰 1 x d x 收稿 日期 2 0 0 7一 O 1 一儿 作者简介 蒋爱德 1 9 7 6 一 男 河南延津人 硕士 其 中 G 一 z 和 f z 分别为 G 一 z 及 z 的 一 阶导数 Lo c a t i u o n值越大 定位精度越高 缘响应次数最少 要保证只有一个像素响应 检 测算子的脉冲响应导数 的零交叉点平均距离 D 应满 足 r l t Z D f j z d x J 以上 面的准 则和指 标 为基础 求 J 一S 厂 o c a l i z a t i o n一 鱼 兰 兰 兰 兰 口 f x d x P x d x 这个表达式近似于 Ga u s s i a n函数一阶导数 此 即为该 函数的最佳近似 C a n n y根据三原则推导出 最优边缘检测算子的一个近似实现 边缘点位于图 像被高斯平滑后的梯度幅值的极大值点 其算法实 现如下 2 C a n n y算法过程 用高斯函数 对原始 图像 A 3 2 3 进行平 滑去 噪 得到平滑图像 B X 3 高斯函数在连续空间 的表 示 为 G c z p I 在数字图像处理 中 上式 的联系连续 函数需要 离散 化 当高斯 滤波器 窗 口尺 寸为 n时 上 式 的离散 形式 为 薹 x p l一 卜 式中 n 1 2 在数字图像 中 卷积运算可 维普资讯 第 2期 蒋爱 德等 基 于 C a n n y算 子的边缘 检测 研究 3 9 通过模板乘操作来实现 模板运算可看作是一种卷 积运算 它的数学涵义是一种邻域运算 对于灰度 变化不大的图像 小 的平滑模板就 可以了 而对 于 灰度变化较大的图像 就需要大的模板 在图像处 理过程 中 一般采用奇数宽度模板 对于 B x 的每一个像素 B 利用微分算 子G z 1 二 和G y 一 1 一 或 S o b e l 算子 找到图像灰度的沿两个方向的偏导 数 B x B y 并求 出梯度大小 I B I 一 Bx 2 q By z 并 R 利用结果求出方向 O a r c t a n I I 沿幅角方 向检测模值的极大值点 即得 到边缘 点 具体步骤如下 如图 1 边缘方向示意图所示以 4 5度划分八个方 向 遍历图像 把每一像素小波变 换模值与其幅角方向上相邻像素小波变换模值 比较 图 2示 如果是最大的 则是边缘 否则置 0 4 l s 7 r O 6 图 1 边缘方 向示意 图 3 C a n n y算法 中问题的分析 3 1 尺度选择问题 滤波器 的尺度选择 问题一直 4 结论 f 3 a O 3 2 w一 2 a 3 2 1 2 8 优 一 爰 4 3 2 1 B 1 2 3 4 图 2 八邻域 幅角方 向示意 图 图 3 原始图像 图 4 C a n n y算法边缘检测 结果 图 5 改进C a n n y算法边缘检测结果 丁 9 0 4 C a n n y算法是一种很有用的算法 在实际生活 中有广泛的应用 我们对 C a n n y算法改进后 有给 出的公式做到尺度 和阈值选取的 自适应性 能达到 图像边缘检测的较好的效果 当然对于一些特殊的 图像 高斯平滑的模板选取仍然凭经验 有 于样本 有限 对一些图像阈值的选取可能存在误差 这是 以后需要研究的问题 维普资讯 4 O 郑 州牧 业工程高等专科学校学报 第 2 7 卷 怎样做好基层 生猪检 疫和 肉品品质检验 动物检疫是通过对动物及动物产品的检查 处 理 防止动物疫病传播 扩散 促进养殖业发展 保护 人体健康的行政技术措施 检疫对象有 1 1 7种动物 疫 病 肉品品质检验是指生猪屠宰过程 中及屠宰后肉 品品质的检验 它的内容包括前述 1 1 7种动物疫病 以外的疾病 有害腺体 有害物质 注水或注人其他 物质 屠宰加工质量 种公猪 种母猪或晚阉猪 动物检疫与肉品品质检验都是 国家法 律 法规 法定的必须进行的具体行政行为 二者交叉点是在 定点屠宰场对生猪及其产品检疫和检验 二者相辅 相承 动物的宰后检疫和肉品品质检验的前置 条件 是经过动物产地检疫 动物在活体时 一些症状明显 的法定检疫对象 已被发现 为生猪 的宰后 检疫和肉 品品质检验打下了基础 二者都是由法定的人员来 进 行操 作 的 一 个管理相对人 一个场地 共 同的猪及其猪产 品 共 同 的 目标 提供合 格 肉品 繁荣市 场 让 人 民群 众 吃上 放 心 肉 共 同 面临的 任务 1 抓好宣传工作 通过广播 电视 报纸 明白 纸 科 普 材料 板 面等各 种不 同 的方 式 方法 向群 众 领 导 管 理 相对人 社会 各个 阶层宣 传 做好此 项 工作 的目的 意义 工作方法 工作 的重要性 取得理解 支持 使这两种工作深入人心 没有我们的检疫 检 验 痕迹 的产 品 消 费者 不去 购买 2 组织好一支队伍把想干事 能干事 能干好 事的人选拔到检疫 检验队伍中来 想干事 就是对 检疫 检验工作有兴趣 有责任心 能干事 就是具 备比较丰富的法律 法规知识和业务技术知识等较 强的业务素质 能干好事 就是在前述二项条件外 不引起矛盾 能把检疫 检验工作做好 的人 3 素 质 目前 我 们处 在 知识 大 爆 炸 时代 所 以 必须 不断 加强学 习 不断增 强素 质 才 能对 外树立 良 好的执法形象 在学习公共法律 行政处罚法 行政 诉讼法 行政许可法 行政复议法 国家赔偿法 的基 础上 各 自还得学好 中华人 民共和国动物防疫法 及其配套法规 生猪定点屠宰条例 及其配套法规 除此以外 建议每人订阅一份 肉品卫生 中国动 物检疫 以了解和掌握行业 内最新 的科技动态 实 用技术并及时运用到实践中去 不 同点 I 测重点不 同 这就要求各司其职 做好 自己 的本