關于數字圖像處理技術與邊緣檢測的研究

鐘昊鳴

摘要：隨著科學技術的持續發展，不同學科知識和技術也得到了有效融合，在此背景下，數字圖像處理技術也得到了快速發展，其應用范圍也變得更加廣泛。而在該項技術應用過程中，邊緣檢測是十分關鍵的一類處理方式，應用范圍較為廣泛。本文主要分析了數字圖像處理技術，并對該項技術的邊緣檢測概念進行介紹，探討了數字圖像處理技術的實際應用，希望可以為相關工作人員起到一些參考作用。

關鍵詞：數字圖像處理技術;邊緣檢測;應用

現如今，伴隨著我國科學技術水平的不斷提升，數字圖像處理技術也變得越發成熟，并廣泛應用于我國生物醫學、航空航天、遙感技術、軍事探測等領域，具有極快的發展速度。在圖像處理和計算機視覺當中，邊緣檢測技術是十分重要的專業技術，可以有效檢測和抽取特征，具體需要通過數字識別圖像亮度的驟變點，屬于不連續點的相關算法，可以取得良好的應用效果。

一、數字圖像處理技術概述

（一）基本概念

在數字圖像處理過程中，可以采取特定方式對圖像信號進行轉化，獲取到具體的數字信號，并通過計算機技術手段有效處理。通過應用數字圖像處理技術，可以使圖像的整體視覺效果得到提升，由于其具有較高的處理精度和豐富的信息技術，因此廣泛應用于我國的航空航天、科技研究、農業和工業生產等領域當中，極大地提高了人們的生產和生活水平。目前，數字圖像處理技術的內容具體包括圖像理解、識別、增強以及集合處理等。

（二）數字圖像處理技術的主要特點

在對數字圖像處理技術進行應用時，需要對二維數據信息源進行使用，可以處理大量信息，因此對計算機存儲空間以及運算速度也提出了較高要求。對比普通語音信息技術，數字圖像處理設計在實際應用過程中，對信息傳輸時所應用的頻帶相對較高，所以需要系統處理圖像壓縮技術。除此之外，數字圖像當中的像素間具有緊密聯系，這使圖像處理技術的數據壓縮可行性得到了增強[1]。

（三）數字圖像處理技術的運行過程

想要有效實現圖像數字化，需要嚴格按照特定規律轉變自然模式下的圖像，使其通過計算機處理形成數字模式。圖像在計算機當中有著數字矩陣模式，通過圖像編碼可以使圖像質量得到有效保證，并合理壓縮處理圖像信息量，使圖像的傳輸和存儲需求得到滿足。圖像增強可以使圖像清晰度得到提升，并對其進行轉變，從而方便進行分析，具體需要采用邊緣銳化、偽彩色處理、干擾抵制等方式。圖像恢復可以使圖像處理時的退化問題得到減少，具體要包括離焦現象和光學像相差等。圖像分割可以結合圖像特定規律劃分不同區域，如境界法和區域法等。運用圖像分析，可以充分分析出圖像信息數據當中的有價值因素，從而對相關數值進行獲得[2]。

二、邊緣檢測

（一）邊緣檢測概述

在圖像處理、計算機視覺當中，邊緣檢測是一項重要技術，可以準確識別數字圖像亮度，并對特征進行抽取和檢測。而目前比較常見的一類邊緣檢測方式為灰度級間斷檢測。

（二）影響邊緣檢測的因素

在對數字圖像進行處理時，邊緣檢測具有重要意義，當采用數量點亮度變化表示邊緣時，邊緣檢測可以計算零度變化導數。在實踐中，影響邊緣檢測的因素具體包括以下幾點。首先，有限場景深度會有聚焦模糊現象產生。其次，非零半徑光源陰影會出現半影模糊現象。再次，光滑物體邊緣會有陰影存在。最后，當物體邊緣附近存在漫反射和局部鏡面反射，邊線邊上會有邊緣存在[3]。

（三）邊緣檢測方式

在邊緣檢測過程當中，檢測方式主要包括以下兩種。首先，針對基于搜索的邊緣檢測方式進行分析，在實際應用過程中主要對邊緣強度進行計算，具體需要通過一階導數進行表示，如梯度模等。在具體計算后需要估計邊緣方向，并要明確梯度方向，對局部梯度模最大數值進行了解。其次，通過零交叉方法可以利用圖像，對二階導數的零交叉點進行獲取，從而對邊緣進行精準定位。此方法可以對非線性微分方程零交叉點與拉普拉斯算子進行采用，在檢測濾波邊緣時需要對高斯濾波進行利用，從而有效進行預處理。多數邊緣檢測方法需要利用圖像梯度進行計算，通過對不同濾波器不同方向梯度進行估算，在對導數進行獲取后，需要明確閾值，從而對邊緣位置進行確定。當閾值越低時，則說明監測邊線越多，得到的結果也會受到圖片噪聲等相關因素帶來的影響，而且可以在圖像中對各種不相關特性進行了解。一旦閾值較高時，則會對較細或較短線段進行遺失。

在離散矩陣當中，可以采取有效方式實現非最大抑制階梯。在具體實踐時，可以充分預測一階導數方向，并對梯度方向進行預測，有效對比梯度幅度。通常會選擇具有滯后作用的閾值，從而對其邊緣進行有效探究。首先，需要通過閾值上限對邊緣開始范圍進行尋找，在對開始點確定以后，需要在圖像邊緣上對邊緣路徑進行跟蹤，對超過門檻下限的位置進行記錄，一直到數值小于下限后方可停止記錄。其次，其他邊緣檢測操作可以利用亮度二階導數，其為亮度梯度變化率[4]。

結束語：

綜上所述，在應用數字圖像處理技術時，邊緣檢測具有重要作用，因此應用范圍也十分廣泛。在具體實踐過程中，需要深入探究和分析數字圖像處理技術與邊緣檢測技術，對二者的內容和方式進行了解，從而使圖像所呈現的整體視覺效果得到提升，使圖像處理的精度效果得到提高，促進我國相關領域的健康發展。

參考文獻：

[1]卞秀蓉，周子勤.數字圖像處理技術與邊緣檢測分析[J].現代信息科技，2017，1（4）：54-55.

[2]宋志剛，王龍山，陳向偉.利用數字圖像處理技術檢測錐螺紋[J].吉林大學學報（工學版），2016，34（2）：248-251.

[3]何莉，羅艷芳.基于數字圖像處理技術的人臉檢測算法研究[J].計算機測量與控制，2017，25（7）：273-275，281.

[4]王植，賀賽先，毛慶洲，等.數字圖像處理技術在鋼坯在線檢測系統中的應用[J].武漢大學學報（信息科學版），2016，30（3）：269-273.