基于梯度方向一致性引導(dǎo)的邊緣檢測研究

曹海蘭

摘要：為解決傳統(tǒng)Canny算子在邊緣交叉點因漏檢造成邊緣輪廓未閉合的問題，提出了基于梯度方向一致性的改進算法應(yīng)用于邊緣像素檢測。研究結(jié)果表明：基于梯度方向一致性的改進算法，可以檢測出更多的邊緣交叉點細節(jié)，在連接邊緣方面優(yōu)于傳統(tǒng)Canny算子，并未引入噪聲干擾問題。因此，該算法對邊緣檢測研究具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：邊緣檢測;非極大值抑制;交叉邊緣點;梯度方向

中圖分類號：O121.8;G558文獻標識碼：A

Canny作為最優(yōu)邊緣檢測算子，具有較高的檢測精度和較大的信噪比。具體實現(xiàn)分為使用高斯濾波平滑圖像，計算每個像素的梯度的幅值和方向，對幅值圖像進行非極大值抑制操作，雙閾值檢測和連接邊緣這四部分。[1]它的檢測效果綜合性能比較好，但其依舊存在不足。其第三步非極大值抑制可能會造成交叉點部分的邊緣像素出現(xiàn)漏檢，使檢測結(jié)果成為不閉合輪廓。

1Canny算法

Canny算法缺陷分析。圖1給出兩個例子：圖（f）示出圖（e）的圖像中心像素的梯度大小為零，并且其周圍像素梯度小。在非極大值抑制之后，兩個圖像中心區(qū)域的一些真實邊緣被抑制，分別如圖（c）和（g）所示。Canny檢測器的結(jié)果分別如圖（e）和（h）所示，清楚看到圖像中心附近的邊緣被遺漏。

3結(jié)論

改進算法可以檢測出更多的邊緣細節(jié)，在抑制噪聲和對交叉點邊緣的檢測方面優(yōu)于傳統(tǒng)Canny算法。特別是在噪聲環(huán)境中，由于改進后的算法基于梯度方向一致性對斷裂邊緣進行了連接，從而使改進后算法的檢測效果更精確。

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