开题报告---基于小波变换的图像边缘检测算法研究

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1、 毕业设计毕业设计( (论文）开题报告论文）开题报告 设计（论文）题目： 基于小波变换的图像边缘检测算法研究基于小波变换的图像边缘检测算法研究 2012 年年 12 月月 15 日日 基于基于小波变换的图像边缘检测算法研究小波变换的图像边缘检测算法研究 开题报告开题报告 一、一、研究的背景和意义研究的背景和意义 众所周知，人类所获取的信息 70%以上来自视觉，人类通过自己的双眼所观察到的世界 进行缜密的分析和思考之后，推动了科技的进步，也推动了整个世界的发展。图像中包含了 人类所需要的感知世界，进而认识世界、改造世界的大部分信息量。图像处理就是对图像进 行加工和处理，以满足人的视觉心理和实际应

2、用的要求。随着计算机视觉、机器视觉等相关 领域的发展，图像处理的发展非常迅速，图像处理在信息处理中占有重要地位并且备受人们 关注。首先，视觉是人类感知外界的最重要手段，图像又是视觉的基础，因此数字图像处理 成为心理学，生理学、计算机科学的等诸多领域的学者研究视觉感知的有效工具。 在 Marr 的视觉计算机理论中把图像边缘的获取看作是视频的早期阶段， 也就是整个视觉 过程的起点；通过对人类视觉系统的研究也可以看出，图像中的边缘非常重要，往往仅凭一 条粗略的边缘轮廓线就能识别出一个物体。因此，如何获取图像的边缘和轮廓，成为图像处 理与分析技术中的研究点。 边缘像素本质上是指局部图像范围内灰度的急剧

3、变化，因此图像边缘就是二维图像中奇 异点的集合。物体形状、物体边界、位置遮挡、阴影轮廓和表面纹理等重要视觉信息在图像 中均有边缘产生。图像边缘是图像中最基本的特征，是分析理解图像的基础。同时，边缘检 测对于物体识别也是很重要的，首先，人眼通过追踪未知物体的轮廓而扫视一个未知的物体， 因此如果得到图像的边缘，能使图像分析大大简化。另外，很多图像并没有具体的物体，对 于这些图像的理解取决于他们的纹理性质，而提取这些纹理性质与边缘检测有极其密切的关 系。所以边缘检测使数字图像分析处理的前提，检验结果的优劣影响着下一步图像压缩、计 算机视觉、模式识别的应用，所以对它的研究具有一定的现实意义和理论意义。

4、 小波分析是近 20 年来发展起来的一门新兴数学分支， 它是 Fourier 分析划时代发展的结 果。随着小波理论的不断深入研究和广泛的实际应用，小波分析在滤波、信号和图像处理等 方面的优势已逐渐显露。由于小波变换具有良好的局部特性和多尺度特性，可满足在多个尺 度上提取边缘的需要，所以应用小波变换用于图像边缘检测被认为是较为有效和有前途的方 法。 二、二、研究内容和拟解决的关键问题研究内容和拟解决的关键问题 2.12.1 研究内容研究内容 1 熟悉图像边缘检测的基本原理与各种常用的方法。 2 了解小波变换的概念、基本理论以及小波分析的时频域局部化和多分析率分析的特 点，并熟悉小波分析在图像分解

5、、处理中的应用。 3 研究基于小波变换的数字图像边缘检测算法，并利用 MATLAB 编程仿真，验证其可行 性。 4 将图像边缘检测算法与其他算法进行比较； 5 熟练掌握 MATLAB 软件及该软件中的 Image Processing Toolbox 及其 2.22.2 拟拟解决的关键问题解决的关键问题 小波变化算法在图像边缘检测中的应用，如何将小波变化的方法运用到图形的边缘检 测中是要解决的关键问题，同时要熟练掌握运用 MATLAB 软件对拟解决问题进行编程，并检验 运行的效果。 三研究方法及实施方案三研究方法及实施方案 3.13.1 方法方法综述综述 要做好边缘检测，首先，清楚待检测的图象

6、特性变化的形式，从而使用适应这类变化的检 测方法。其次，要知道特性变化总是发生在一定的空间范围内，不能期望用一种检测算子就 能最佳检测出发生在图象上的所有特性变化。当需要提取多空间范围内的变化特性时，要多 考虑算子的综合应用。第三，要考虑噪声的影响，其中的一个办法就是滤除噪声，但这有一 定的局限性。第四，可以考虑各种方法的组合；第五，在正确检测边缘的基础上，要考虑精 确定位的问题。 3.23.2 实施方案实施方案 （1）输入二维离散图像,|, 0fm nmMnN （2）输出：图像边缘点 （3）算法步骤： 1)选取二进制小波 12 ,（即选取光滑函数 2 j 为高斯函数或样条函数）确定分解层次 J 或阈值 T。 2）对,fm n进行离散小波变换，得 ( 2 ) 22 ( ,), ()( ,)( ,),1, 2,.,. ij Mfl kWfl kl kMNjJ 3）计算模值，得 2 ( ,)( ,),1, 2,.,. i Mf l kl kM