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基于支持向量机的边缘检测算法研究

作　者: 付纪刚
导　师: 丁正生
学　校: 西安科技大学
专　业: 应用数学
关键词: 边缘检测支持向量机双阈值非极值抑制多尺度自适应滤波
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

边缘是图像的重要特征之一,边缘检测技术是图像处理的基础。如何准确、快速地进行边缘检测一直是图像处理领域的热点。一个边缘检测算法的好坏主要体现在能否做到以下两点:一是正确地检测出所有边缘并不出现伪边缘;二是尽可能地抑制噪声对图像的影响,即去噪能力。本文的主要目的就是在原有算法的基础上,改善滤波器的性能,并结合支持向量机(SVM)理论技术,实现对图像边缘的正确检测,提高图像边缘检测的质量。本文首先介绍了经典的边缘检测算子和近代以来一些成熟的边缘检测方法,论述了这些算法的基本原理和实现步骤,并对算法进行了仿真实验,比较和分析了它们的优缺点。然后介绍了多尺度自适应滤波技术,并对其进行了有效的改进。接着引入支持向量机理论,介绍了基于利用高斯径向基核函数的最小二乘支持向量机(LS-SVM)的边缘检测的原理和思想。运用近似支持向量机(PSVM)对图像曲面进行拟合,计算其一、二阶导数,并结合Canny算子的非极值抑制和双阈值技术,取得了好的实验结果。接着再通过合理采样,运用支持向量分类机(SVC)检测技术检测得到的边缘图像也作为最终边缘输出图的一种参考,进一步改善了边缘检测效果。其中对滤波器参数的设置、双阈值的选取、核函数及其参数的选取分别进行了讨论,通过实验的效果图和信噪比(SNR)的对比,说明了滤波器参数和双阈值设置的合理性,并得出了该滤波器对高斯白噪声去除效果较好;借助品质因数(FOM),选取了由多项式核函数与径向基核函数组合的一种核函数,并获取了相应的参数,在此基础上也得到了最佳的卷积模板大小。最后通过实验,并与传统的边缘检测算子如Sobel算子、Canny算子等作比较,说明了本文算法的优越性。实验表明文中的方法是切实可行的,这也拓展了支持向量机理论的应用空间,为边缘检测提供了一种新的思路。

基于支持向量机的边缘检测算法研究

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