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基于Gauss_Laplace算子的灰度图像边缘检测.pdf

发布时间：2022-05-29 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.35M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    基于 !"#$$%&"’(")* 算子的灰度图像边缘检测 王卜堂 & 杨善林 ! （合肥工业大学网络系统研究所，合肥 !#"""c） <0H.F3：\WdTF4*e*+.M^$4(H 摘 要 在分析常用的 图 象 边 缘 检 测 算 子 基 础 上 ，为 更 精 确 地 检 测 具 有 灰 度 渐 变 和 噪 声 较 多 的 灰 度 图 像 ，论 文 首 先 引 入一种改进的灰度图像的边 缘 检 测 算 子 ，接 着 实 验 验 证 该 算 子 得 到 的 图 像 比 别 的 边 缘 检 测 算 子 处 理 效 果 更 好 ，更 清 楚 和更符合人或计算机识别要求。同时，给出了在 fGQQ%$" 编程环境下 567 位图处理的方法和介绍的边缘检测算子的实 现方法。 关键词 边缘检测 位图结构 图像处理 高斯拉普拉斯算子 模板 文章编号 &""!0E##&0（!""#）!%0"&#!0"# 文献标识码 : 中图分类号 97#c& !+", -."/*0$ 12/* 3*4*)4567 8"$*2 67 !"#$$%&"’(")* 9"7/ :#4"7/ ;"7/ <="7(57 （8M,+F+/+* (L G(H2/+*Z ?*+a(Zg P\,+*H，=*L*F BMFh*Z,F+\ (L 9*4IM(3(^\，=*L*F !#"""c） >?$4+")4： 9I* 2.2*Z FM+Z(K/4*, . H*.M, (L 2Z(4*,,FM^ ^Z.\ )F+H.2 .MK ^Z.\ )F+H.2i, <’，位 图 信 息头结构 5896:78?;@=<:><’，位图颜色表 ’-5AB:> 和 位 图象素 C 部分。处理位图时要根据文件的这些结构得到位图文 件大小，位图的宽和高，位图的颜色表，位图的色素值等。对于 !D% 级灰度图象，每个象素用 E)F+ 表 示 颜 色 索 引 值 ，在 567 位 图 中 ，位 图 的 每 行 象 素 值 要 填 充 到 一 个 四 字 节 边 界 ，即 位 图 每 行 所 占 的 存 储 长 度 为 四 字 节 的 倍 数 ， 不 足 时 将 多 余 位 用 " 填 充。在处理图象应用程序的文档类 G5H2>(4$I 中声明如下： JK*LFM* N8>9=5O9

    1< HTI>85；R R 存放位图数据的句柄 G7.3*++* SHT2>85；R R 指向调色板 G7.3*++* 类 GPFU* HT,FU*>(4；R R 初始化视图的尺寸 &$& 读取 567 位图 根 据 位 图 567 文 件 的 结 构 ， 操 作 567 位 图 文 件 读 入 数 据，重载文档类的 @M@2*M>(4/H*M+（）函数如下（调用了 NFM#! :78 操作 567 位图）： 5@@1 G5H2>(4：：@M@2*M>(4/H*M+（17G9P9’ 32,U7.+I?.H*） V G;F3* LF3*；G;F3**M\NZF+*，]L*）） V :LW6*,,.^*5(W（_文件打不开_）；Z*+/ZM ;:1P<； ‘ >*3*+*G(M+*M+,（）；R R 删除文档 5*^FMN.F+G/Z,(Z（）；R R 更改光标形状 R R 调用 ’*.K>85;F3*（）读取图像 9’O V 5896:7;81<=<:><’ )H2=*.K*Z； >N@’> Ka5F+,PFU*；=:?>1< I>85；17P9’ 2>85； 5896:78?;@=<:><’ S)H2KZ；R R 指向位图文件信息头 结 构 的 指 针 Ka5F+,PFU*bLF3*$-*+1*M^+I（）；R R 得到文件长度 FL （LF3*$’*.K （（17P9’）])H2=*.K*Z，,FU*(L （)H2=*.K*Z））X b ,FU*(L （)H2=*.K*Z））Z*+/ZM ;:1P<； FL（)H2=*.K*Z$)L9\2* Xb "WCKC!）Z*+/ZM ;:1P<；R R 申请缓冲区 作者简介：王卜堂（&cjE0），男，硕士研究生，主要研究方向：网络通信，分布式组件技术和图像处理。杨善林（&cCE0），男，教授，博士生导师。 &#! !""#$!% 计算机工程与应用

    &’() *（+,-’./）：：012341,1125 （06/67689/,)./ : 部算子法。边缘检测就是指图象局部亮度变化最显著的部分， 06/67;/<8(-(=，>?)@ABC@DE）； @F（&’() ** "）GEAHGI J,.C/； K’() *（.LC=<）：：012341.25M（（+0.8),.）&’()）； @F （F@1E$+HNE （K’()，>?)@ABC@DE OB@DE2F （)(=6,LJ(./+/,’P /<））Q* >?)@ABC@DEOB@DE2F（)(=6,LJ(./+/,’/<）） R：：012341SI125M （（+0.8),.）&’()）；&’() *-S..：GEAHGI J,.C/；T U U 读数据，包括位图信息，位图颜色表，位图象素的灰度值 3VK>G *（)(=6,L(-J8+/,’/G）$3@)@AX2HIA Q* Y）GEAHGI J,.C/；U U 验证是否是 Y3@A 位 图 V7&’()*&’()；(I@A’()’4A4（）； U U 自定义函数，根据读入的数据的到位图的宽，高，颜色表来初始 化视图的尺寸，生成调色板 CEAL4A&-4VE（1KBDL4A&-4VE）；U U 设置存储路径 CEA62>@F@E>J14N（J,.C/）；GEAHGI =[4@AXHGB2G（）；U U 读取失败 R F@1E$,32GA（）； ,FZ6EBB4NE)2Z（\不能打开文件\）；V7&’()*-S..； GEAHGI J,.C/； T/-’7X,=X+ /I>[4@AXHGB2G（）； T ]$! 保存 )6L 位图 图象处理后所得到的图象的象素值需要保存，该系统重载 了 文 档 类 的 8IC4^E’25HVEIA（）函 数 实 现 处 理 后 的 图 像 保 存 ， 其实现方法较简单不再列举。 ! 图像处理 !$] 位图处理的环境 在 [@I>2?B 系 统 中 ，图 像 处 理 需 要 注 意 环 境 信 息 的 设 置 。 在真彩色环境下不需要操作调色板，在 !_% 色环境下才需要操 作调色板，否侧位图将无法正确显示。灰度图象要正确显示，必 须 实 现 逻 辑 调 色 板 和 系 统 调 色 板 ， 主 要 通 过 在 主 框 架 类 X)VKJG4VE 中 处 理 [@I>2?B 消 息 [67‘S/
    （3）源图 （‘）7U‘04 算子 图 # （K）高斯拉普拉斯边缘检测 由于拉普拉斯算子是一个二阶导数，它将在图象边缘外产 + /80-.OQ\W）+ Y\/80-.OP + 4； L L 指向 :;, 第 #%#&’()*+ ,- 行，第 $%#&’()*.,4 个象素的指针 N905^4< +T（V 4.7JK）V N.HJJ3XRW V /80-.@ + 4S；L L 保存象素值 __ N905^4< VT N*U0N；L L 乘上系数 N905^4< T（G2=H8）N3‘5（N905^4<）；L L 取绝对值 /N（N905^4< a !&&）I V 4.:5<]T!&&；_ 0450IV 4.:5<] T（^M5/DM0A KB3J）（N905^4< + "$&）；_ __ -0-K.X（4.:;,,/<5，4.>01:;,,/<5，4@/A01:;,,/<5）；2UK34GJ00（B>01:;,,/<5）；L L 释放内存 J0<^JM 89EF； _ 在 菜 单 响 应 函 数 中 只 要 调 用 此 函 数 就 可 以 实 现 图 象 的 高 斯拉普拉斯边缘检测。在这里不再给出。 以 下 图 像 是 7U‘04 算 子 和 高 斯 拉 普 拉 斯 算 子 处 理 的 结 果 （图 #）。 从上面的几幅处理后的图像，能看出高斯拉普拉斯算子处 理 的 效 果 较 好 ，能 很 精 确 地 检 测 图 像 的 边 缘 ，而 且 保 证 图 像 的 生一个陡峭的零交叉，由于噪声点对边缘检测有一定的影响， 所以高斯拉普拉斯算子是效果较好的边缘检测器。它把高斯平 滑滤波器和拉普拉斯锐化滤波器结合起来，先平滑掉噪声，再 进行边缘检测，所以效果较好，常用的高斯拉普拉斯算子是 &’ & 模板，如图 ! 所示。 ( 高斯拉普拉斯算子的实现 论文给出高 斯 拉 普 拉 斯 算 子 的 实 现 算 法 ，在 )*++环 境 下 调试。在 *,-.)/01 中 响 应 菜 单 操 作 实 现 灰 度 图 象 的 边 缘 检 测 ， 通 过 定 义 一 个 接 口 函 数 23.45 （26789 4.:;,,/<5，2=>? 4@/A? 4C0/DB<），其中，参数：4.:;,,/<5 为指向 源 :;, 图 像指针，4@/A? 4@/A? 4C0/DB<） I 26789 4.:5<；26789 4.7JK L L 指向缓冲图象的指针和源 图 象 的 指针 26789 4.>01:;,,/<5；C2=*H2 B>01:;,,/<5； L L 指向缓存 :;, 图像的指针 /M< /80-.@；G2=H8 /80-.C；/M< N80-.*；/M< /80-.OP；/M< 连通性。 /80-.OQ；G2=H8 380-.43<0R!&S； L L 分 别 为 模 板 高 度 ，宽 度 ，系 数 ，中 心 元 素 ! 坐 标 ，中 心 元 素 " 坐 标，模板数组 & 结论 B>01:;,,/<5T2UK34H44UK（2C>:，4@/A01:;,,/<5 T（KB3J V ）2UK342UKW（B>01:;,,/<5）； 4.:5< T（KB3J V）4.>01:;,,/<5；-0-K.X （4.>01:;,,/<5，4.:;,,/<5， 4@/A? /；2=>? Y；2=>? W；2=>? 4；L L 循环变量 2=>? 42/M0,X<05T @;:8C,Q8F7（4@/A01:;,,/<5 + 42/M0,X<05 V（4C0/DB<\ ]\/）+ Y； L L 指向新图的 #，$ 位置 G2=H8 N905^4
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