2760.影像地物边缘提取算法及提取精度比较开题报告.doc

开 题 报 告论文题目：影像地物边缘提取算法及提取精度比较 院 系：遥感信息工程学院专 业：地理信息系统姓 名： 学 号： 指导老师： 一 研究的目的和意义： 人类获取的绝大部分信息来源于图像信息，而在图像信息中又以边界信息最为丰富。它能够传递和表达物体的空间几何信息，即可以判定出物体的大小、形状、类型，甚至地理位置。边界的丰富信息也决定了它可以用多种方法来捕捉，它在图像中表现为强度的突变形式。而把边界从图像中提取出来之后，目标物体的信息能够直观地被人们所了解和利用，对于用计算机处理目标物体则更为有利。正因为如此，人们研究出了很多边缘提取算法，比如高斯拉普拉斯算子，罗伯特算子，Sobel算子，Prewitt算子，Canny算子，梯度模算子。除了这些经典的算子，由于各个专业领域里的特殊需要，又产生了多种专业化的算法。如在航测领域，除了提取边界，还要求有高精度的定位，这就催生出了如Medioni-Yasumoto定位算子，基于小面元模型的定位算子，矩不变定位算子，Wong-Trinder圆点定位算子，Mikhail定位算子，Forstner定位算子，高精度角点与直线定位算子等这些高精度的定位算子。既然有这么多种边缘提取算法，那么每种算法究竟有什么特点，它们的精度如何，提取速度如何，可靠性和自适应性又如何呢？这些问题关系到算法的应用，只有了解了各种算法，才能更好地根据具体需要，选择它们来为人们的科学研究和日常生活服务。二 国内外的现状和发展趋势：边缘检测是数字图像处理中的重要内容。研究边缘检测的文章十分多。1959年，文献上最早提到边缘检测。1965年L.G.Roberts最早开始系统研究边缘检测。从那以后每年都会出现很多关于边缘检测的文章。边缘检测的重要的文章大都发表在IEEE Trans.On Pattern Analysis and Machine Intelligence,CVGIP:Image Processing,IEEE Trans.On Image Processing(1990年创刊),Journal of the ACM等上。经过多年的发展，边缘检测的方法主要有了一下的几个大的方向：第一种是检测梯度的最大值,如Roberts算子、Prewitt算子和Sobel算子等就属于这一类。第二种是检测二阶导数的零交叉点。第三种，统计型方法。第四种，小波多尺度边缘检测。 当然还有其它一些方法，比如说模糊数学的方法，最近提出来的利用边缘流（Edgeflow）来检测边缘，基于积分变换的边缘检测方法，还有基于张量的边缘检测方法等等。在测绘领域中，由于计算机和各种数据采集设备的飞速发展，对于数据的采集和处理已经进入了数字化时代。这就使得如航片，卫片等有了对它们使用边缘提取的基础。运用边缘提取的办法对航片等进行处理，可以极大的降低测绘生产人员的劳动强度，缩短了生产周期，提高生产效率。但是由于测绘行业的特殊要求（除了提取边界，还要求有高精度的定位），这就使得边缘提取在测绘专业中要有新的特点，于是人们研究出了高精度的定位算子，如Medioni-Yasumoto定位算子，基于小面元模型的定位算子，矩不变定位算子，Wong-Trinder圆点定位算子，Mikhail定位算子，Forstner定位算子，高精度角点与直线定位算子等。三 查阅的主要文献1.郑南宁，计算机视觉与模式识别，国防工业出版社，19982.孙即详，图像分析，科学出版社，20043.胡翔云张祖勋张剑清，航空影象上线状地物的半自动提取，武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,20024.张祖勋, 张剑清. 数字摄影测量学. 武汉测绘科技大学出版社, 19965.刘志俭,基于遗传算法的主动轮廓模型,国防科技大学自动控制系,20036.余学军 彭立中,二值图象曲线轮廓提取的新算法,北京大学数学科学学院,20027.Julez B “A Method of Ciding TV Signals Based on Edge Detection” Bell System Tech.No.4 July 1959 pp.1001-1020.Compression Video.Television.8.D.H.Marimont and Y.Rubner,“A Probabilistic Framework for Edge Detection and Scale Selection,”Computer Vision,1998.Sixth International Conference on,4-7pp.207-214,Jan 19989.程正兴，小波分析算法与应用，西安交通大学出版社，1997四 主要研究内容：1.学习 Guass-Laplace算子，Roberts算子，Sobel算子，Prewitt算子，Canny算子，Kirsch算子和Susan算子。2.运用VC+编程实现Guass-Laplace算子，Roberts算子，Sobel算子，Prewitt算子，Canny算子，Kirsch算子和Susan算子。3.实现一个直线拟合算法，并运用实现的拟合算法对上述各种边缘提取算法提取过的点进行拟合。4.对计算机拟合直线的精度进行评定。其基本原理如下： Y 0 X如上图所示，（）是原有的需要进行边缘提取的一直线，（）是对进行提取之后的各点的拟合直线。上的各点的Y值相对于上的各点的Y值之间有一个差值。对这个求中误差是本文评定各种算法的精度的工具： 中误差越小，说明算法的精度越高. 5.设计模拟影像，制作ppt对其过程进行演示。运用步骤4中所得的结果信息对各种算法的精度进行比较。五研究的主要阶段、进度及完成时间： 第一阶段（16周）：文献阅读，算法研究 第二阶段（712周）：程序设计与实现 第三阶段（1314周）：试验，测试分析 第四阶段（1314周）：论文撰写，提交成果。