基于方向可控濾波器的圖像邊緣檢測算法研究

陳彥軍，楊致遠，徐延新

（哈爾濱師范大學 數學科學學院，哈爾濱150025）

0 引 言

目前，用于邊緣檢測的一階、二階算子較多，常見的有Roberts算子，Sobel算子和Laplacian算子等，這些算子本質上是計算圖像的一階或者二階導數，并將局部最大，最小或者零交叉點確定為邊緣點。然而，這些算子通常只有一個方向或者兩個方向，其方向性較差。

雖然可以使用一個算子在不同旋轉方向上的模板，但是算子的方向最多只有8個。一個較好的方法是同時應用幾個方向的濾波器算子，根據組合基本線性濾波器的過濾結果來確定哪個方向的濾波器算子的反應強烈。Freeman和Adelson首先引入了“Steerable（方向可控）濾波器”的概念，該方法將多個基本濾波器線性組合成一族任意方向的濾波器，該濾波器的反應隨方向變化，求出圖像中各點反應最強的方向及其梯度幅度，對其進行閾值分割，從而完成邊緣檢測［1］；Jacob和Unser設計了基于類似Canny準則的最優方向可控濾波器，該濾波器通過考慮信噪比、錯檢和精確定位，可獲得較好的性能［2］。

在對梯度圖像進行閾值分割時，閾值的選取決定檢測到的邊緣點數量，最常使用的是迭代法。Tsai提出一種基于矩恒定原理的閾值確定方法，可以根據需要分別對具有雙峰或多峰的灰度條形圖確定兩個或多個閾值，該方法后來得到了更廣泛的應用［3-6］。

本文首先對方向可控濾波器簡要介紹，之后將其與矩恒定原理組合使用對維納斯雕像圖像進行邊緣檢測。實驗結果表明該方法要略優于其它算子。……