基于MATLAB的图像锐化及边界提取

基于MATLAB的图像锐化及边界提取实现摘要图像增强是指依据图像所存在的问题，按特定的需要突出一幅图像中的某些信息，同时，削弱或去除某些冗余信息的处理方法。其主要目的是使得处理后的图像对给定的应用比原来的图像更加有效同时可以有效的改善图像质量。图像增强技术主要包含直方图修改处理、图像平滑化处理、图像尖锐化处理和彩色处理技术等。本文先对图像增强的原理进行概述，然后对图像增强的方法分类并给出直方图增强、平滑和锐化等几种常用的增强方法、彩色图像增强的理论基础，通过MATLAB实验得出的实际处理效果来对比各种算法的优缺点，讨论不同的增强算法的技术要点，并对其图像增强方法进行性能评价。关键词MATLAB；图像锐化；边界提取基于MATLAB的图像锐化及边界提取实现AbstractImageenhancementisbasedontheproblemsexistingintheimages,accordingtothespecificneedtohighlightsomeoftheinformationinanimage,atthesametime,toweakenorremovesomeredundantinformationprocessingmethod.Itsmainpurposeistomaketheimageafterprocessingforagivenapplicationismoreeffectivethantheoriginalimageatthesametimecaneffectivelyimprovetheimagequality.Imageenhancementtechnologymainlyincludeshistogrammodification,imagesmoothingprocessing,imageintensificationprocessingandcolorprocessingtechnology,etc.Thisarticlefirstoverviewoftheprincipleofimageenhancementandimageenhancementmethodofclassificationandhistogramenhancement,smoothingandsharpeningofseveralcommonenhancementmethod,thetheoreticalbasisofcolorimageenhancement,throughpracticalprocessingeffectofMATLABexperimentcomparedtheadvantagesanddisadvantagesofvariousalgorithms,discussedthemaintechnicalpointsofthedifferentenhancementalgorithm,anditsimageenhancementmethodforperformanceevaluation.KeywordsMATLAB；imagesharpening；edgeextraction基于MATLAB的图像锐化及边界提取实现·目录摘要................................................................................................................................0Abstract..........................................................................................................................1第一章绪论..................................................................................................................31.1图像锐化及边界提起发展背景和意义..........................................................31.2图像锐化处理的现状和研究方法...................................................................31.3MATLAB简介..................................................................................................41.4MATLAB对图像处理的特点.........................................................................4第二章基于MATLAB的图像锐化..........................................................................52.1图像锐化概述...................................................................................................52.2线性锐化滤波器...............................................................................................52.3非线性锐化滤波器..........................................................................................62.3.1Roberts算子...........................................................................................62.3.2Prewitt锐化算子..................................................................................72.3.3Sobel锐化算子.............................................................................................82.3.4一阶微分锐化的效果比较...................................................................92.3.5二阶微分锐化其算法为：....................................................................9第三章基于MATLAB的边界提取.........................................................................113.1图像边界提取的概念.....................................................................................113.2微分算子法.....................................................................................................113.2.1Sobel算子............................................................................................123.2.3prewitt算子..........................................................................................123.2.4Laplacian算子....................................................................................133.2.5Canny边缘检测法..............................................................................133.2.6各种方法边界提取的图像...................................................................153.2.7结论.......................................................................................................17参考文献......................................................................................................................18致谢..............................................................................................................................19基于MATLAB的图像锐化及边界提取实现第一章绪论1.1图像锐化及边界提起发展背景和意义数字图像处理（DigitalImageProcessing）又称为计算机图像处理，它最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一定水平，人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。图像处理的基本目的是改善图像的质量。它以人为对象，改善人的视觉效果为目的。图像处理中，输入的是质量低的图像，输出的是改善质量后的图像，常见的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。图像处理技术在许多应用领域受到广泛重视并取得了重大的开拓性成就，属于这些领域的有航空航天。生物医学工程、工业检测、公安司法、军事制导、文化艺术等，使图像处理成为一门引人注意、前景远大的新型科学。随着图像处理技术的深入发展，随着计算机技术和人工智能、思维科学研究的迅速发展，数字图像处理更高、更深层次发展。1.2图像锐化处理的现状和研究方法数字图像经过转换和传输后，难免会产生模糊。图像锐化的主要目的在于补偿图像边缘轮廓、突出图像的边缘信息以使图像显得更为清晰，从而符合人类的观察习惯。图像锐化的实质是增强原图像的高频分量[2]。边缘和轮廓一般位于灰度突变的地方，因此和自然地利用灰度差分提取出来。由于边缘和轮廓在一幅图中常常具有任意方向，而差分运算是有方向性的，因此和差分方向一致的边缘和轮廓便检测不出来[3]。因而希望找到一些各向同性的检测算子，它们对任意方向的边缘和轮廓都有检测能力，具有这钟性质的锐化算子有Roberts算子、Prewitt算子、Sobel算子、Laplacian算子等微分算子。本次设计就是利用Matlab实现图像边缘检测，具体的是利用Matlab针对Roberts算子、Prewitt算子、Sobel算子、Laplacian算子实现边缘检测的功能。基于MATLAB的图像锐化及边界提取实现1.3MATLAB简介MATLAB全称MatrixLaboratory（矩阵实验室），