摘 要

数字图像处理技术发展迅速，涉及的领域极为广泛，已经融入了人类的生活当中。本文研究数字图像处理中的图像边缘提取与几何图形识别这一模块。图像边缘提取和几何图形识别已经被应用于航空航天、医学、交通管理等多个领域，对人类的生活产生极大地影响。

本文把Matlab软件作为开发平台，首先研究Canny算子实现了对图像边缘的提取，其次基于Canny算子对简单场景下的几何图形进行边缘提取，然后通过Matlab编程将提取出来的图形边缘包含的面积计算出来，得到边缘特征面积，最后定义几何特征面积公式，将图形的几何特征面积计算出来，通过几何特征面积与边缘特征面积相比，从而识别出几何图形形状。

实验结果表明，Canny算子的边缘提取精度很高，使得图形识别效果很好。

关键词：MATLAB；Canny算子；边缘提取；图形识别

Image edge extraction and geometric pattern recognition

ABSTRACT

Digital image processing technology has developed rapidly, involving a wide range of areas, has been integrated into human life. This paper studies the image edge extraction and geometric pattern recognition module in digital image processing. Image edge extraction and geometric pattern recognition have been applied to many fields such as aviation, aerospace, medicine, traffic management and so on, which have a great influence on human life.

In this paper, the Matlab software as a development platform, firstly, the Canny operator was applied to the image edge extraction, then Canny operator geometry for simple scenarios for edge extraction based on the calculated image edge and then through the Matlab programming will be extracted from the included area, get the edge feature area, finally define the geometric features of area formula, the the calculated geometry area of graphics, compared the geometrical characteristics of the area and edge area, to identify the geometric shape.

The experimental results show that the edge extraction precision of Canny operator is very high, which makes the pattern recognition effect very good.

Keywords: MATLAB; Canny operator; edge extraction; pattern recognition

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 引言 1

1.1数字图像处理的国内外研究现状 1

1.2研究数字图像处理的目的和意义 1

1.3研究思路和方法 1

第二章 图像边缘提取和几何图形识别的基本方法 3

2.1图像边缘提取的基本方法介绍 3

2.1.1边缘提取的步骤 3

2.1.2边缘提取常用算子 3

2.2几何图形识别的基本方法介绍 6

2.2.1形状特征描述方法 6

2.2.2度量方式 6

第三章 Canny算子边缘提取过程 8

3.1 Canny算子边缘提取步骤 8

3.2 Canny算子的具体实现 9

3.2.1对图像进行高斯滤波 9

3.2.2求梯度 11

3.2.3对梯度幅值进行非极大值抑制 12

3.2.4用双阈值算法检测和连接边缘 13

第四章 基于几何参数的图形识别 17

4.1图形识别的具体步骤 17

4.2几何参数法识别图形的具体实现 17

4.2.1图形特征提取 17

4.2.2测量质心到边缘的最大和最小距离 18

4.2.3几何特征面积计算 19

4.2.4对比识别 22

第五章 实验成果 24

5.1实验仿真结果 24

结语 27

参考文献 28

致谢 30

附录 31

第一章 引言

1.1数字图像处理的国内外研究现状

图像是指物体的描述信息，数字图像是一个物体的数字表示，图像处理则是对图像信息进行加工以满足人的视觉心理和应用需求的行为。数字图像处理是指利用计算机或其他数字设备对图像信息进行各种加工和处理，它是一门新兴的应用学科，其发展速度异常迅速，应用领域极为广泛。

数字图像处理的早期应用是对宇宙飞船发回的图像所进行的各种处理。到了70年代，图像处理技术的应用迅速从宇航领域扩展到生物医学、信息 科学、资源环境科学、天文学、物理学、工业、农业、国防、教育、艺术等各个领域与行业，对经济、军事、文化及人们的日常生活产生重大的影响。

最初由于数字图像处理的数据量非常庞大，而计算机运行处理速度相对较慢，这就限制了数字图像处理的发展。现在计算机的计算能力迅速提高，运行速度大大提高，价格迅速下降，图像处理设备从中、小型计算机迅速过渡到个人计算机，为图像处理在各个领域的应用准备了条件。

1.2研究数字图像处理的目的和意义

研究数字图像处理的目的如下：

(1)增强图像的质量，使观看者能够更清晰的看到。

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