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华南师范大学实验报告
一、实验目的
1、掌握边缘检测的Matlab实现方法2、了解Matlab区域操作函数的使用方法3、了解图像分析和理解的基本方法4、了解纹理特征提取的matlab实现方法
二、实验平台
计算机和Matlab软件环境
三、实验内容
1、图像边缘检测2、图像纹理特征提取
四、实验原理
1、图像边缘检测
图像理解是图像处理的一个重要分支，它研究的是为完成某一任务需要从图像中提取哪些有用的信息，以及如何利用这些信息解释图像。边缘检测技术对于处理数字图像非常重要，因为边缘是所要提取目标和背景的分界线，提取出边缘才能将目标和背景区分开来。在图像中，边界表明一个特征区域的终结和另一个特征区域的开始，边界所分开区域的内部特征或属性是一致的，而不同的区域内部的特征或属性是不同的，边缘检测正是利用物体和背景在某种图像特性上的差异来实现的，这些差异包括灰度，颜色或者纹理特征。边缘检测实际上就是检测图像特征发生变化的位置。
由于噪声和模糊的存在，检测到的边界可能会变宽或在某些点处发生间断，因此，边界检测包括两个基本内容：首先抽取出反映灰度变化的边缘点，然后剔除某些边界点或填补边界间断点，并将这些边缘连接成完整的线。边缘检测的方法大多数是基于方向导数掩模求卷积的方法。
导数算子具有突出灰度变化的作用，对图像运用导数算子，灰度变化较大的点处算得的值比较高，因此可将这些导数值作为相应点的边界强度，通过设置门限的方法，提取边界点集。
一阶导数f与f是最简单的导数算子，它们分别求出了灰度在x和y方向上的变化率，
xy
而方向α上的灰度变化率可以用下面式子计算：
1欢。迎下载
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ffcosfsi
Gcosisi
j
x
y
对于数字图像，应该采用差分运算代替求导，相对应的一阶差分为：
xfijfijfi1jyfijfijfij1
方向差分为：
fijxfijcosyfijsi

函数
f
在某点的方向导数取得最大值的方向是

ta
1
f

y

fx

，方向导数的最大值
1
是
G


fx
2


fy
2


2
称为梯度模。利用梯度模算子来检测边缘是一种很好的方法，它
不仅具有位移不变性，还具有各向同性。为了运算简便，实际中采用梯度模的近似形式，如：
xfijyfij、maxxfijyfij及maxfijfm
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