基于梯度方向一致性引导的边缘检测研究

曹海兰

摘要：为解决传统Canny算子在边缘交叉点因漏检造成边缘轮廓未闭合的问题，提出了基于梯度方向一致性的改进算法应用于边缘像素检测。研究结果表明：基于梯度方向一致性的改进算法，可以检测出更多的边缘交叉点细节，在连接边缘方面優于传统Canny算子，并未引入噪声干扰问题。因此，该算法对边缘检测研究具有一定的参考价值。

关键词：边缘检测;非极大值抑制;交叉边缘点;梯度方向

中图分类号：O121.8;G558文献标识码：A

Canny作为最优边缘检测算子，具有较高的检测精度和较大的信噪比。具体实现分为使用高斯滤波平滑图像，计算每个像素的梯度的幅值和方向，对幅值图像进行非极大值抑制操作，双阈值检测和连接边缘这四部分。[1]它的检测效果综合性能比较好，但其依旧存在不足。其第三步非极大值抑制可能会造成交叉点部分的边缘像素出现漏检，使检测结果成为不闭合轮廓。

1Canny算法

Canny算法缺陷分析。图1给出两个例子：图（f）示出图（e）的图像中心像素的梯度大小为零，并且其周围像素梯度小。在非极大值抑制之后，两个图像中心区域的一些真实边缘被抑制，分别如图（c）和（g）所示。Canny检测器的结果分别如图（e）和（h）所示，清楚看到图像中心附近的边缘被遗漏。

3结论

改进算法可以检测出更多的边缘细节，在抑制噪声和对交叉点边缘的检测方面优于传统Canny算法。特别是在噪声环境中，由于改进后的算法基于梯度方向一致性对断裂边缘进行了连接，从而使改进后算法的检测效果更精确。

参考文献：

[1]段瑞玲，李庆祥，李玉和.图像边缘检测方法研究综述[J].光学技术，2005，31（3）.

[2]彭小梅.基于计算机图像处理的板形识别研究[D].重庆：重庆大学，2007.

[3]王植，贺赛先.一种基于Canny理论的自适应边缘检测方法[J].中国图像图形学报，2004，9（8）.

[4]袁春兰，熊宗龙，彭小辉.基于Sobel算子的图像边缘检测研究[J].激光与红外，2009，39（1）.

[5]沈阳.基于形态学的图像边缘检测技术研究[D].电子科技大学，2008，5.