Метод обнаружения краев изображения

Рассмотрим задачу выделения и локализации краев (границ). Края — это такие кривые на изображении, вдоль которых происходит резкое изменение яркости или ее производных по пространственным переменным. Наиболее интересны такие изменения яркости, которые отражают важные особенности изображаемой поверхности. К ним относятся места, где ориентация поверхности меняется скачкообразно, либо один объект загораживает другой, либо ложится граница отброшенной тени, либо отсутствует непрерывность в отражательных свойствах поверхности и т. п. В любом случае нужно локализовать места разрывов яркости или ее производных, чтобы узнать нечто о вызвавших их свойствах изображенного объекта.

Вполне естественно, что зашумленность измерений яркости ограничивает возможность выделить информацию о краях. Обнаруживается противоречие между чувствительностью и точностью, и приходим к выводу, что короткие края должны обладать большей контрастностью, чем длинные, чтобы их можно было распознать. Выделение краев можно рассматривать как дополнение к сегментации изображения, поскольку края можно использовать для разбиения изображений на области, соответствующие различным поверхностям.

Для сегментации на изображениях часто необходимо обнаружить границы объектов — участки изображения, в которых есть перепад яркости.

Функция BW=edge (I, method) предназначена для выделения границ на исходном полутоновом изображении I. Данная функция возвращает бинарное изображение BW такого же размера, как исходное I. Пиксель BW (r, с) равен 1, если пиксель I (r, с) принадлежит границе. Для обнаружения границ может использоваться несколько методов. Применяемый метод задается в параметре method в виде одной из следующих строк: 'sobel', 'prewitt', 'roberts', 'log', 'zerocross', 'canny'. Если параметр method при вызове функции опущен, то по умолчанию он полагается равным 'sobel'.

Для каждого из методов определения границ можно задать дополнительные параметры. Для этого используется одна из функций BW=edge (I, method, thresh), BW=edge (I, method, thresh, P), где параметр thresh задает порог для определения того, принадлежит ли пиксель к границе, а в параметре Р передаются настройки, специфичные для каждого из методов .

Если при вызове функции параметр thresh опущен, то значение порога выбирается автоматически. Получить значение порога можно, дополнительно определив выходной параметр thresh: [BW, thresh]=edge (I, method).

Рисунок 5.15 — Метод выделения краев изображения (a — до преобразования, б — после преобразования).

Пример: Рассмотрим выделение границ методом Собеля. Исходное изображение показано на рисунке 5.15,а. Результирующее изображение, на котором отмечены границы, показано на рис. 5.15,б.

Пример демонстрирует выделение границ методом Собеля.

I=imread (`001.bmp'); imshow (001.bmp'); Выделение границ методом Собеля и вывод результата на экран. BW=edge (I, `sobel', 0.09);