[一]线特征提取算子
1.线特征
线的灰度特征
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第三章 影像特征提取与定位（2）
[一]线特征提取算子
2.线特征提取算子
定义：是指运用某种算法使图像中的“线”更为 突出的算子，通常也称边缘检测算子。 常用方法有:差分算子、拉普拉斯算子、LOG算子等
由于各种差分算子均对噪声较 敏感（即提取的特征并非真正 的特征，而是噪声），因此一 般应先作低通滤波，尽量排除 噪声影响，再利用差分算子提 取边缘。
y
7 8 9123
则梯度的幅值：
g7 g8 g9
G 特(x点,y)：在G检测G边或缘G 的(同x,时y)，能G 抑2 止G 噪2声或的G 影(x响,y)。maGx ,G ()
x
y
x
y
xy
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第三章 影像特征提取与定位（2）
[一]线特征提取算子
2.线特征提取算子
第三章 影像特征提取与定位（2）
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第三章 影像特征提取与定位（2）
[一] 影像信息量与特征
回
特征、特征种类、特征提取
特征提取的复杂性和多样性。
顾
[二] 点特征提取算子（重点）
点特征提取算子
Moravec算子、Forstner算子提取点特征 的方法步骤
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卷积核（模板）
北
1 1 1
1
2
1
1 1 1
边缘走向水平
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第三章 影像特征提取与定位（2）
[一]线特征提取算子
2.线特征提取算子
a. 一阶差分算子
（三）方向差分算子
1 1 1
卷 北
1
2
1
1 1 1
积
东
1 1 1
1
2
1
1 1 1
南
1 1 1
[一]线特征提取算子
1.线特征
特性： 沿边缘走向的灰度变化平缓，而垂直于边缘
走向的灰度变化剧烈。 边缘（线）是具有幅值（强度）（magnitude)
和方向（direction)的矢量。 三种类型：阶跃型、房顶型和线条型(脉冲型)。
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第三章 影像特征提取与定位（2）
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第三章 影像特征提取与定位（2）
[一]线特征提取算子
1.线特征
重要性： 线特征存在于目标与背景、目标与目标、
区域与区域之间．因此它是图像分割所依赖 的重要特征，也是纹理特征的重要信息源和 形状特征的基础。
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第三章 影像特征提取与定位（2）
LOG算子就是这种将低通滤波 与边缘提取综合考虑的算子。
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第三章 影像特征提取与定位（2）
[一]线特征提取算子
2.线特征提取算子
a. 一阶差分算子 （一）梯度算子
对一个灰度函数g(x,y)，其梯度定义为一个向量：
g
它的两个重要的特性是：
（1）向量G[g(x,y)]的方向是函数g(x,y)
[
g(x,
y)]
g
u g
[
gu gv
]
1 v
其模为： Gr(x,y)(gu2gv2)2
+1
用差分近似表示导数，则有:
-1
1
Gi,j [(gi1,j1gi,j)2(gi,j1gi1,j)2]2
+1
Gi,j |gi1,j1gi,j ||gi,j1gi1,j |
特点：与梯度算子检测边缘的方法类似，对噪声
特对点于：一仅给计定算相的邻阈像值素T的，灰当度差G，i,j 对T噪时声，比则较敏认感为，像无 素法（抑i,j止）噪是声边的缘影上响。的点。
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第三章 影像特征提取与定位（2）
[一]线特征提取算子
2.线特征提取算子
a. 一阶差分算子
（二）Robert’s梯度算子 Robert’s梯度定义: Gr
第三章 影像特征提取与定位（2）
内
容
[一]线特征提取算子
安
（重点）
排
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[一]线特征提取算子
1.线特征
线特征是指影像的“边缘”与“线”，“边 缘”可定义为影像局部区域特征不相同的那些区 域间的分界线，而“线”则可以认为是具有很小 宽度的、其中间区域具有相同的影像特征的边缘 对，也就是距离很小的一对边缘构成一条线。
卷积核（模板）
2.线特征提取算子
1 0 1
a. 一阶差分算子 （四）Prewitt算子
G x 1 0 1 1 0 1
对每个像素，考察它上
1 1 1
Gy
0
0
0
1 1 1
下、左右邻点灰度之差。
G ( i,j) g g g g g g g1 g2 g3
x
13 46 79
G ( i,j) g g g g g g gቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ g5 g6
1
2
1
1 1 1
西
1 1 1
1
2
1
1 1 1
核
1 1 1
东
1
2
1
北 1 1 1
1
1
东南 1
1 2 1
1
1
1
1
西南11
1 2 1
1
1
1
1 1 1
西1 2 1 北1 1 1
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第三章 影像特征提取与定位（2）
[一]线特征提取算子
G [ g ( x, y )]
x g
在（x,y）处最大增加率的方向；
y
（2）G[g(x,y)]的模为
G (x,y)m[a G ]g [ (g)2(g)2]1 2 就等于最大增加率。
x y
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第三章 影像特征提取与定位（2）
[一]线特征提取算子
卷积核（模板）
-1
给敏定感一，阈但值效T，果当较G梯i,j 度T算时子，略则好认。为像素（i,j）是边缘上的点。
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第三章 影像特征提取与定位（2）
[一]线特征提取算子
2.线特征提取算子
a. 一阶差分算子 （三）方向差分算子
如果仅对某一方向的边缘感兴趣，可利用以 下所示的方向差分算子进行边缘检测：
2.线特征提取算子
a. 一阶差分算子 （一）梯度算子
i
+1 -1 +1
j
-1
在数字影像中，导数的计算通常用差分予以近 似，则梯度算子即差分算子为:
1
G i,j [g (i,jgi 1 ,j)2(gi,jgi,j 1)2]2
为简化运算，通常用差分绝对值之和进一步近似为 ：
G i,j |g i,j g i 1 ,j| |g i,j g i,j 1 |