matlab的边缘检测系统edgedetectionsystembasedonmatlab(源码)【字数：12862】
摘 要摘 要图像在当今社会的地位越来越重要，人们对于它的研究也越来越深入，图像处理在如今的很多领域都有重大发展，如检测火星、月球的图片以及飞机遥感，医学中的CT技术，公安军事中的指纹识别，人脸鉴别，以及交通监控、事故分析等等，因而能熟练对图像进行处理对于人类的工作有着莫大的推动和帮助。 边缘检测作为图像处理的一小部分，它的精确研究对于图像分割等后期工作具有较大的帮助，因而它的重要性不言而喻。在漫长的发展中，关于边缘检测已经研究出了很多经典的算子，每个算子对于同一图像的处理都存在着或多或少的差异，每个算子也都有其各自的特点以及适用的图像。本文主要研究了定位精度高的罗伯特算子、适用于处理灰度的渐变和噪声较多的目标图像的索贝尔算子、能抑制噪声影响的普瑞维特算子、适用于处理任何方向像素点的拉普拉斯以及最多使用的坎尼算子。 经典的边缘提取方法即上诉提到的经典的算子，在Matlab中已经可以实现直接调用实现正确结果的输出。为了更深入了解边缘检测的原理，所以本文通过Matlab直接构建模板，进行滤波处理等来实现边缘检测，以达到输出正确结果的效果。 在文章结尾处，通过系统输出的图像处理的结果对于各个算子的效果进行分析，验证每个算子的适用范围。关键词图像处理；边缘检测；算子；MATLAB
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究目的及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 本课题研究工作与安排 2
第二章 MATLAB简介 3
2.1 MATLAB概述 3
2.2 MATLAB产生的历史背景 3
2.3 MATLAB语言的特点 4
2.3.1 操作高效 4
2.3.2 多样化的操作途径 4
2.3.3 功能强大的工具箱 4
2.3.4 良好的扩展能力 5
2.3.5 完善的帮助系统 5
2.4 MATLAB在图像处理中的应用 5
2.4.1 图像变换 5
2.4.2 图像增强 5
2.4.3 图像分析 6
2.5 GUI简介 6
第三章 边缘检测简介 7 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
3.1边缘检测定义 7
3.2 边缘检测研究的内容及意义 7
3.3 边缘检测的主要算法 8
3.3.1 边缘检测算子 8
3.3.2 基于曲面拟合的方法 8
3.3.3 基于边界曲线拟合的方法 8
3.4 边缘检测算法的主要步骤 9
第四章 边缘检测系统算法调试与实现 11
4.1经典边缘检测算子 11
4.1.1 罗伯特（Roberts）算子 11
4.1.2 Sobel 算子 14
4.1.3 普瑞维特（Prewitt）算子 17
4.1.4 拉普拉斯（Laplacian）算子 20
4.1.5 坎尼（Canny）算子 21
4.1.6 小结 22
4.2 GUI设计 22
4.3 运行结果演示 25
总结 30
致 谢 31
参考文献 32
第一章 绪论
1.1 课题研究目的及意义
图像是自然界中存在的事物的客观反映，是领悟客观世界无穷奥妙的重要来源之一。图像的形式有很多，最常见的有照片、绘图、影视图像等等；摄影机、显微镜或者望远镜形成的图像也是图像的一种。此外，文字也是图像的一种特殊形式，图形是介于图像和文字之间的一种形式也属于图像的范畴，总而言之，图像包括了很多方面，图像与现实生活也有着巨大的联系。
正是由于图像对于日常生活有着重大的影响，人类对于它的研究也越来越深入，因此滋生出了图像处理这个名词。
图像处理是指通过一系列研究手段对图像进行获取、增强、分割、检测等等操作的技术，其最终目的是从图像中获得信息，并且确保信息的可信度以及质量。
随着科技的日益先进，科研工作者已经研发出很多图像处理技术。在这之中，除了图像的恢复处理之外，其他的数字图像的处理内容与图像的产生没有必然的联系。当目标图像被用户采取并且在针对采取的过程中出现的失真进行了校验之后，所有的图像处理的技术几乎都适用，换句话说，图像处理是个超越具体应用的过程。正是由于图像处理的这一特点，所有研发出为了解决某一特殊图像问题的处理方案，肯定可以找到其他完全不同的应用领域。
本文主要针对图像处理技术中的边缘检测这个领域进行探讨，边缘是图像的一个重要的属性，边缘检测是很多更高层次的图像处理技术的基础。图像绝大部分的主要信息都集中在图像的边缘上，因此研究边缘对于图像处理有着不可忽略的重要意义。绝大多数的经典边缘检测算法都是利用了边缘两边图像的性质剧烈变化的特点，借助一阶导数、极值、二阶导数等数学工具对图像进行处理。本文的目的主要包括研究几个经典的算子，详细介绍它们的形成原理，并通过GUI来实现边缘检测系统，最终能实现用户自主选择图像以及算子，输出正确结果。
1.2 国内外研究现状
上文提到由于图像对于人类日常生活的影响极为深远，因此如今的图像处理领域的发展日趋蓬勃，本文主要研究的边缘检测也不例外，在漫长的发展史中，有很多杰出的研究理论的诞生。
迄今已有许多边缘检测方法，其中经典的边缘检测算子有罗伯特（Robert）算子、索贝尔（Sobel） 算子、普瑞维特（Prewitt） 算子、拉普拉斯（Laplacian）算子、坎尼（Canny）算子等等以及轮廓提取或轮廓跟踪、平滑技术提取图像边缘、差分技术提取图像边缘、小波分析技术提取图像边缘等方法是常用的方法，并且各种算法结果差异很大,即每种方法都有其适用的范围。
1.3 本课题研究工作与安排
边缘检测系统主要是利用了几个经典的算子，本文主要研究工作包括：详细描述每个算子处理的原理以及它们各自的计算方式、适用范围、各自的特点等等，以及从几个经典的算子中挑选出三个，利用GUI来实现模拟它们的处理过程来不调用库函数实现边缘检测。
主要工作安排如下：首先，阐明经典的边缘检测算子的原理，在MATLAB中显示出正确结果；其次，模拟罗伯特（Roberts）算子、索贝尔（Sobel）算子、普瑞维特（Prewitt） 算子处理，实现不调用库函数而直接建立模板来对图像进行边缘检测；最后设计系统，书写代码，使得系统最终能实现用户自主选择图像以及算子来进行处理，确保模拟实现的算子的结果正确，在所有工作完成后对整个系统以及算子进行总结，书写论文。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究目的及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 本课题研究工作与安排 2
第二章 MATLAB简介 3
2.1 MATLAB概述 3
2.2 MATLAB产生的历史背景 3
2.3 MATLAB语言的特点 4
2.3.1 操作高效 4
2.3.2 多样化的操作途径 4
2.3.3 功能强大的工具箱 4
2.3.4 良好的扩展能力 5
2.3.5 完善的帮助系统 5
2.4 MATLAB在图像处理中的应用 5
2.4.1 图像变换 5
2.4.2 图像增强 5
2.4.3 图像分析 6
2.5 GUI简介 6
第三章 边缘检测简介 7 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
3.1边缘检测定义 7
3.2 边缘检测研究的内容及意义 7
3.3 边缘检测的主要算法 8
3.3.1 边缘检测算子 8
3.3.2 基于曲面拟合的方法 8
3.3.3 基于边界曲线拟合的方法 8
3.4 边缘检测算法的主要步骤 9
第四章 边缘检测系统算法调试与实现 11
4.1经典边缘检测算子 11
4.1.1 罗伯特（Roberts）算子 11
4.1.2 Sobel 算子 14
4.1.3 普瑞维特（Prewitt）算子 17
4.1.4 拉普拉斯（Laplacian）算子 20
4.1.5 坎尼（Canny）算子 21
4.1.6 小结 22
4.2 GUI设计 22
4.3 运行结果演示 25
总结 30
致 谢 31
参考文献 32
第一章 绪论
1.1 课题研究目的及意义
图像是自然界中存在的事物的客观反映，是领悟客观世界无穷奥妙的重要来源之一。图像的形式有很多，最常见的有照片、绘图、影视图像等等；摄影机、显微镜或者望远镜形成的图像也是图像的一种。此外，文字也是图像的一种特殊形式，图形是介于图像和文字之间的一种形式也属于图像的范畴，总而言之，图像包括了很多方面，图像与现实生活也有着巨大的联系。
正是由于图像对于日常生活有着重大的影响，人类对于它的研究也越来越深入，因此滋生出了图像处理这个名词。
图像处理是指通过一系列研究手段对图像进行获取、增强、分割、检测等等操作的技术，其最终目的是从图像中获得信息，并且确保信息的可信度以及质量。
随着科技的日益先进，科研工作者已经研发出很多图像处理技术。在这之中，除了图像的恢复处理之外，其他的数字图像的处理内容与图像的产生没有必然的联系。当目标图像被用户采取并且在针对采取的过程中出现的失真进行了校验之后，所有的图像处理的技术几乎都适用，换句话说，图像处理是个超越具体应用的过程。正是由于图像处理的这一特点，所有研发出为了解决某一特殊图像问题的处理方案，肯定可以找到其他完全不同的应用领域。
本文主要针对图像处理技术中的边缘检测这个领域进行探讨，边缘是图像的一个重要的属性，边缘检测是很多更高层次的图像处理技术的基础。图像绝大部分的主要信息都集中在图像的边缘上，因此研究边缘对于图像处理有着不可忽略的重要意义。绝大多数的经典边缘检测算法都是利用了边缘两边图像的性质剧烈变化的特点，借助一阶导数、极值、二阶导数等数学工具对图像进行处理。本文的目的主要包括研究几个经典的算子，详细介绍它们的形成原理，并通过GUI来实现边缘检测系统，最终能实现用户自主选择图像以及算子，输出正确结果。
1.2 国内外研究现状
上文提到由于图像对于人类日常生活的影响极为深远，因此如今的图像处理领域的发展日趋蓬勃，本文主要研究的边缘检测也不例外，在漫长的发展史中，有很多杰出的研究理论的诞生。
迄今已有许多边缘检测方法，其中经典的边缘检测算子有罗伯特（Robert）算子、索贝尔（Sobel） 算子、普瑞维特（Prewitt） 算子、拉普拉斯（Laplacian）算子、坎尼（Canny）算子等等以及轮廓提取或轮廓跟踪、平滑技术提取图像边缘、差分技术提取图像边缘、小波分析技术提取图像边缘等方法是常用的方法，并且各种算法结果差异很大,即每种方法都有其适用的范围。
1.3 本课题研究工作与安排
边缘检测系统主要是利用了几个经典的算子，本文主要研究工作包括：详细描述每个算子处理的原理以及它们各自的计算方式、适用范围、各自的特点等等，以及从几个经典的算子中挑选出三个，利用GUI来实现模拟它们的处理过程来不调用库函数实现边缘检测。
主要工作安排如下：首先，阐明经典的边缘检测算子的原理，在MATLAB中显示出正确结果；其次，模拟罗伯特（Roberts）算子、索贝尔（Sobel）算子、普瑞维特（Prewitt） 算子处理，实现不调用库函数而直接建立模板来对图像进行边缘检测；最后设计系统，书写代码，使得系统最终能实现用户自主选择图像以及算子来进行处理，确保模拟实现的算子的结果正确，在所有工作完成后对整个系统以及算子进行总结，书写论文。
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