边缘检测
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指图像「灰度值发生显著变化」的区域,且变化仅发生在「一个」方向。
  • 通常是物体的轮廓或分界线。
notion image

拉普拉斯算子

Laplacian
计算图像中每个像素点 的「二阶偏导数」→ 找到图像强度函数加速变化的区域
对于离散数据(即图像),可以直接用有限差分进行近似:
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Operator
广义上讲,对任何函数进行某一项操作都可以认为是一个算子。
只是有的算子使用了一个「符号」来「代替所要进行的运算」。所以看到这个术语不要纠结,它和加减乘除的基本运算符号都没有区别。

Canny 边缘检测

原图
原图

高斯平滑

Gaussian smoothing 「减少噪声的影响」
使用 中提到的高斯滤波器,模糊化图像。
notion image
输出 1
输出 1

梯度幅度

Gradient magnitude 「识别图像的边缘」
对于二维图像 ,梯度是一个向量,表示图像亮度变化的方向和速率。
它是图像在 方向上,「高斯一阶导数」的组合:
  • 如果在一个图像中,某个像素的梯度在 方向上较大而在 方向上较小,那么图像亮度的变化就主要沿水平方向发生。
    • notion image

计算幅度的公式为:
notion image
结果 1
输出 2

非最大抑制

Non-maximum suppression 「细化边缘」
notion image
进一步处理梯度幅度,消除上一步遗留的「厚边缘」,仅保留最细的边缘。
具体操作是沿着边缘的梯度方向,检查每个像素的梯度幅度是否是局部最大值。如果不是局部最大值,就将该像素的边缘强度设置为零。
notion image
notion image
输出 3
输出 3

双阈值处理

Hysteresis thresholding 「确定边缘的强弱」
notion image
新的问题:某些边缘上的像素因为梯度值未达到设定的阈值标准(低阈值或高阈值),直接被移除了。
定义两个新参数:
  • 高阈值 用来标记最明显的边缘点,作为边缘检测的起点。
    • 可以取图像梯度幅度的 70% - 90%
  • 低阈值 延续与强边缘相连的曲线,确保边缘的连续性。
    • 可以取取高阈值的 40% - 60%
notion image
Use a high threshold to start edge curves, and a low threshold to continue them.
notion image

边缘连接

Linking「形成最终的边缘」
 
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