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1.3 本文研究的主要内容 3
2 经典微分算子 5
2.1 Roberts算子 5
2.2 Sobel算子 5
2.3 Prewitt算子 6
2.4 Kirsch算子 7
2.5 Laplacian算子 7
2.6 LoG算子 8
2.7 DoG算子 9
3 仿生算法 10
3.1 粒子群算法 10
3.2 蚁群算法 12
3.3 人工鱼群算法 13
4 补充算法 16
4.1 数学形态学算法 16
4.2 Canny算子 16
4.3 小波变换 18
5 实验结果输出的对比图片及分析 21
结 论 29
结束语 30
致 谢 31
参考文献32
附录A 部分matlab程序 34
1 引言（或绪论）
1.1 数字图像处理及边缘检测的意义
随着计算机处理技术的迅猛发展、离散数学理论的发展和各领域（如生物医学、医疗设施、工业检测、机器人视觉、公安司法、军事技术、气象及天文学）需求的增长[1]，数字图像处理方兴未艾，正成为各个领域的支柱型技术，推动着经济社会不断向前发展。
数字图像是通过各种观测系统，以各种各样的手段以及不同方式，观察周围的世界而得到的，直接或间接的反应到人的眼睛当中，从而进一步就产生了视觉与知觉的实体。例如，人类所拥有的视觉的系统本身就是一个非常完备的观测探查外界的系统，通过它所获得的就是客观外界事物在人视网膜上形成的倒立的镜像，视觉是人类了解世界、认识世界的重要手段。据数据统计，人类从外部世界获得的所有信息约有3/4由人类自身的视觉系统所得到的，而人眼获取的信息大部分是图像信息。人们越来越频繁的利用图像中所隐藏并被处理技术检测出来的信息来认识事物。因此，获取图像信息十分重要，但人们的目的不仅仅是为获取信息，更重要的是进行图像信息处理，在大量的信息中获取对人非常重要的外在信息提供给人类自身利用。
图像处理是人类视觉及想想得以延展的十分重要方法，使人能够了解到任意波长上通过技术处理而获得的图像，如果b超、γ相机、x光机、CT图像等；可以看到内部图像，例如，用CT可看到完整物体的断层图像，实现在医学和工程领域中的创造性应用。数字图像处理在实际的生产生活中已得到了非常多的应用，它在保卫国家安全、加速经济的发展以及公众生活中已经起到了难以磨灭的决定性作用。
（1） 航空航天中的应用
图像处理在人类航天中也有十分广泛的应用，例如，对遥远的外太空进行探索，处理邻近星球照片等。在人类航空中亦应用广泛，侦察飞机对那些具有军事意义的地区进行远距离监控等。
（2） 在生物医疗中的应用
图像处理在医学临床上非常常见的应用就是超声、CT、γ相机和核磁共振等放射性图像转换后为人眼所识别的相关技术。
（3） 在通信等领域的应用
在人们的通常生活以及人与人相互交流中传真、电视、互联网和视频会议等多媒体媒介是必不可少的。
（4） 机器人视觉中的应用
图像处理已经渐渐的渗透于机器人视觉应用中。
（5） 物理和化学领域的应用
通过显微技术以及图像处理我们可以进行晶界分析、光谱分析等。
（6） 军事和公共领域安全应用
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