数学形态学在数字图像处理中的应用研究

传统边缘检测算法由于对噪声敏感,难以准确提取图像边缘,导致图像处理效果不佳.基于传统数学形态学算法中结构算子的方向性和尺寸几何的基础上进行算法改进.针对抗噪型碰撞腐蚀形态学边缘检测算子结构元素特征,采用不同大小结构元素组合来提取边缘特征,有效保证了图像细节的同时去掉较大噪声点.根据结构元素的方向性,利用同向结构元素图像的匹配来检测各边缘信息,确保不同向边缘信息的完整度.通过比较文本改进算法与传统的边缘检测算法对图像边缘检测效果表明:本文提出的改进算子在处理较大图像边缘检测时具有更快的检测速度,且图像边缘光滑,细节清晰,具备了更强的抗噪性能.     

二维几何图形测量中的边缘定位算法研究

研究图像优化测景和提取问题,针对CCD摄像机采集的图像中含有各种噪声,传统的边缘检测算法不仅不能很好地抑制噪声,而且定位精度只达到像素级.为了更好地提取图像边缘信息并抑制噪声,以提高测量系统的测量精度.在比较分析各种像素级边缘检测及亚像素细分算法的性能后,采用能同时协调图像边缘信息和抑制噪声的多结构多尺度形态边缘检测.根据测量系统的被测目标,采用矩估计亚像素细分算法来实现图像边缘的精确定位,并进行仿真.仿真结果表明算法通过提高定位精度,有效地提高了测量精度.     

基于实数结构元素的多角度边缘检测算法

由于传统的边缘提取方法如Sobel、Robert、Prewitt、Log和Canny等对噪声十分敏感,而基于传统数学形态学的边缘检测算法又不能很好地利用空间信息,很难对复杂边界进行有效的处理.本文提出基于实数结构元素的多角度边缘检测算法,该算法可以充分地反映空间距离以及各个角度对边缘检测的影响.最后通过实验说明该算法在复杂图像的边缘提取中不仅有很强的抗噪性,而且可以有效地提取图像边缘.     

一种基于Soft形态学的图像边缘检测算法

概述了软数学形态学的基本原理及形态学在图像边缘检测中的应用.根据软形态学单调性、扩展性和反扩展性等基本理论,成功构造了一种新型软形态边缘检测算法,该算法具有较好的抗噪和边缘提取能力.对一幅加有椒盐噪声的灰度图像的仿真试验结果表明,该方法比传统的基于模板的图像边缘检测算法和标准形态学边缘检测算法具有更好的图像边缘提取效果.     

融合小波变换与数学形态学的图像边缘检测

针对传统图像边缘检测方法抗噪能力不足、边缘定位不精确等缺点,提出一种融合小波变换和数学形态学的图像边缘检测算法。先将图像进行小波分解,高频部分利用小波模极大值算法进行边缘检测,可以有效提取高频边缘;低频部分采用形态学多结构元算法进行边缘检测,能够检测出低频边缘;最后对两种方法得到的边缘图像进行融合。实验结果表明,该算法能有效抑制噪声,提高边缘精度并且定位准确。     

利用小波变换局部模极大值进行实时目标定位的应用

提出了一种基于小波变换局部模极大值的边缘检测方法．利用B样条小波构造出一个边缘检测算子，采用多孔算法进行边缘提取，减少了图像识别与测量中必要信息的丢失，并且提出了自适应阈值的方法，较好的解决了图像边缘的提取精度与对噪声抑制能力之间的矛盾．实验中对比了几种传统边缘检测算子和小波模极大值方法的在边缘检测效果、抗噪性和运算时间等方面的性能，本算法对加噪图像和模糊图像都获得比传统算法更好的检测效果，证明了基于三次B样条小波的局部模极大值方法检测目标边缘的有效性和正确性．     

数学形态学的边缘检测算法研究

边缘检测是图像处理与模式识别的一个重要图像预处理过程。传统的边缘提取方法如Sobel、Prewitt和Canny等非常有效但对噪声非常敏感。形态学边缘检测目前已成一个研究热点,但大多算法采用单一结构元素,很难对复杂边界进行有效的处理。因此提出一种基于多结构元素多尺度的数学形态学边缘检测算法,先用多尺度结构元素交替顺序形态开-闭平滑图像以去噪,再用多结构元素对不同方向的边缘进行提取,最后把各方向边缘融合得到图像边缘。实验结果表明,提出的算法不仅有很强的抗噪性,而且很有效的提取图像的边缘。     

一种基于Soft形态学的图像边缘检测算法

概述了软数学形态学的基本原理及形态学在图像边缘检测中的应用.根据软形态学单调性、扩展性和反扩展性等基本理论,成功构造了一种新型软形态边缘检测算法,该算法具有较好的抗噪和边缘提取能力.对一幅加有椒盐噪声的灰度图像的仿真试验结果表明,该方法比传统的基于模板的图像边缘检测算法和标准形态学边缘检测算法具有更好的图像边缘提取效果.     

基于腐蚀算法的图像边缘检测的研究与实现

边缘提取与检测在图像处理与识别中占有很重要的地位,其算法的优劣直接影响着所研制系统的性能.现有诸多边缘检测的方法各有其特点,同时也都存在着各自的局限性和不足之处,因此图像的边缘检测这个领域还有待进一步的改进和发展.提出一种用迭代算法求图像分割最佳阈值和运用数学形态学的腐蚀算法实现轮廓提取相结合的图像边缘精确检测算法,并给出仿真实例,与传统的边缘检测算子Laplacian-Gauss算子、prewitt算子和canny算子相比较,算法具有检测精度高和抗干扰能力强的优点.     

高分辨率遥感影像的形态学边缘检测算法

结合高空间分辨率遥感影像的特点,利用数学形态学方法,选取具有不同尺度和包含全部方向的结构元素,设计一种多尺度全方位形态学边缘检测算法,并采用峰值信噪比方法代替均值以自适应地确定尺度权重.实验结果表明:与传统Canny算子和结构元素尺度形状单一的形态学边缘检测算法相比,本算法解决了噪声抑制和精细边缘提取的矛盾,检测出的图像边缘清晰,而且抗噪性能强.边缘检测结果可用于遥感影像地物几何特征和纹理特征提取.     

基于图形处理器的边缘检测算法

边缘检测是一种高度并行的算法,计算量较大,传统的CPU处理难以满足实时要求。针对图像边缘检测问题的计算密集性,在分析常用边缘检测算法的基础上,利用CUDA(Compute Unified Device Architecture,计算统一设备架构)软硬件体系架构,提出了图像边缘检测的GPU(Graphics Processing Unit,图形处理器)实现方案。首先介绍GPU高强度并行运算的体系结构基础,并将Roberts和Sobel这两个具有代表性的图像边缘检测算法移植到GPU,然后利用当前同等价格的CPU和GPU进行对比实验,利用多幅不同分辨率图像作为测试数据,对比CPU和GPU方案的计算效率。实验结果表明,与相同算法的CPU实现相比,其GPU实现获得了相同的处理效果,并将计算效率最高提升到了17倍以上,以此证明GPU在数字图像处理的实际应用中大有潜力。     

Boosting协方差特征的人脸检测方法

基于Harr式特征分层筛选的人脸检测方法速度快、检测率高。但Harr式特征对边缘、线段比较敏感,只能描述特定走向的图形结构。结合分层筛选技术,提出了Boosting协方差特征人脸检测方法。该方法先计算协方差矩阵特征,然后由这些特征构造弱分类器,最后借助Adaboost方法组合这些弱分类器的输出结果来对测试图片进行瀑布式分层筛选,从而获得最终判决结果。测试实验显示所提方法具有较强的抗噪能力,检测率相比原基于Harr式特征分层筛选的方法有显著提高。     

鼓风机转子工件尺寸和对称性的检测方法

针对工业生产中鼓风机转子工件的尺寸和对称性经常出现不符合标准的情况，本文利用转子工件图像，基于边缘检测技术设计一种转子尺寸和对称性的检测方法。为了减少原始图像的噪声点，本文方法基于高斯滤波对原始图像进行降噪和二值化处理，在此基础上，使用基于Canny算子的边缘检测算法和基于最小二乘法的圆拟合方法，对工件内部孔洞进行检测；同时，使用基于改进的Canny算法对工件外部边缘进行检测，获取较为连续的边缘像素点，设计比对方法和动态模拟实验对尺寸和对称性进行检验。实验表明本文提出的检测方法对转子工件的尺寸和对称性的检测效果良好。     

一种改善的基于支持向量机的图像边缘检测算法

本文给出一种基于支持向量机方法的边缘检测算法,用以改善传统边缘检测方法中存在的比如粗糙边缘、不准确边缘等缺点。支持向量机是建立在统计学理论基础上的一种新的机器学习方法。首先提出了边缘检测算法流程,然后使用支持向量机分类方法对图像进行边缘检测。用所得到的边缘检测算法与Prewitt算法的性能进行了比较。仿真结果表明本文给出的算法与Prewitt算法相比,边缘检测性能得到提高。     

一种基于形态学多结构元的自适应边缘检测算法*

基于形态学的图像边缘检测是图像处理的新技术之一,针对形态学单结构元在边缘检测中遗漏边缘信息的问题,提出了基于多结构元的自适应边缘检测算法。实验证明,该算法在检测边缘时能够获得比单结构元检测更多的边缘信息,具有较高的效率和很好的抗噪声能力,是一种有效的边缘检测方法。     

一种基于方差的图像边缘检测算法

鉴于传统微分边缘检测算法不适用于识别图像中与背景灰度区别较小的弱边缘,提出了基于方差的图像边缘检测算法,并介绍了其原理和算法实现过程。实验表明,该算法能较好检测出背景灰度区别较小的物体边缘,并有一定的抗噪能力,提高了图像边缘俭测效果。     

基于FPGA联合Sobel算法的实时图像边沿检测系统的设计与实现

边沿检测技术作为数字图像处理领域的重要一支,在目标匹配,交通管控,国防安全等多个领域有着广泛的应用,能够精确高效地实现边沿检测对于后续进行更高层次的图像识别以及图像处理有着密切的联系;为了实现实时有效的图像边沿检测提出了基于FPGA结合Sobel算法的实时图像边沿检测系统,硬件使用流水线结合并行处理的解决方案,能够有效提高图像处理的速度;算法设计采用Sobel算法,不但简化了运算同时获得了不错的检测效果;实验结果显示,系统可高效地达成实时图像边沿检测的设计目的,而且提升了图像的处理效率与边沿检测的效果,便于满足后续图像处理的要求。     

面向惯性约束聚变实验靶图像的快速椭圆检测

目的：针对惯性约束核聚变实验中靶图像轮廓模糊、亮度不均匀等问题,并从提高图像处理实时性角度出发,提出了一种高可靠性和高精度的快速椭圆检测方法。方法：首先利用椭圆边缘点在它与圆心相连方向上具有较大灰度变化率这一特点,以预估中心点为极点建立极坐标系,通过从极点出发的射线上灰度变化率极值点搜索实现椭圆边缘点检测,极值点搜索在图像局部范围进行保证边缘点检测的有效性和实时性;其次利用基于RANSAC的自适应椭圆参数提取算法得到最终椭圆参数,该方法利用椭圆参数空间聚类分析选取最优椭圆参数,从而实现了一致样本集的自适应选择,保证了椭圆参数拟合精度的同时提高了算法的适应性和鲁棒性。结果：采用本文算法检测一幅图像的平均时间约为110ms,与常用椭圆检测方法相比检测速度有显著提高。结论：对比实验表明,本文提出的椭圆检测方法与其他方法相比具有更高的精度、更快的实时性和更强的鲁棒性。     

基于免疫原理的层次入侵检测模型

针对当前入侵检测系统普遍存在的误报、漏报和缺乏自适应性问题,以人体免疫系统的多层防御结构为基础,结合了误用检测和异常检测两种检测技术,提出了一种基于免疫原理的层次入侵检测模型,详细阐述了该模型的体系结构、工作原理和运行流程.最后给出了自适应检测层的成熟检测规则生成算法、自适应识别算法和检测规则的进化原理.利用此进化原理能不断对规则库里的检测规则实施进化,使之始终保持最有效的检测规则,从而使该模型具有自适应性、动态性和准确性等特点,因此它比其它方法更能满足基于网络的入侵检测系统的要求.     

一种基于方差的图像边缘检测算法

鉴于传统微分边缘检测算法不适用于识别图像中与背景灰度区别较小的弱边缘,提出了基于方差的图像边缘检测算法,并介绍了其原理和算法实现过程。实验表明,该算法能较好检测出背景灰度区别较小的物体边缘,并有一定的抗噪能力,提高了图像边缘检测效果。