李宝磊 李清英 秦乾坤 刘云飞 徐恩松 王啸伟

摘  要： 不论制冷还是非制冷热红外影仪，其成像机理都会使图像中存在大量的噪声，导致边缘提取困难，而边缘检测是图像特征提取的关键技术。基于传统Canny边缘检测算法提出了一种改进，利用数学形态学替代高斯滤波对具有随机噪声的热红外图像进行形态学去噪，利用Otsu算法替代双阈值算法自主选择阈值，最后进行边缘提取。Matlab仿真结果表明，与传统的Canny边缘检测算法相比，该方法不仅有较强的抗噪性，而且还有较强的自适应性，较好的保持了图像细节与连续性。

关键词： 边缘检测; 热红外图像; Canny; 数学形态学; Otsu算法

中图分类号：TP751.1          文献标志码：A     文章编号：1006-8228（2019）01-63-04

Abstract： Whether refrigerated or uncooled thermal infrared imagery， its imaging mechanism will cause a lot of noise in the image， resulting in the difficulty of edge extraction， while edge detection is the key technology of image feature extraction. Based on the traditional Canny edge detection algorithm， an improved algorithm is proposed， which uses mathematical morphology instead of Gaussian filter to denoise the thermal infrared image with random noise， and uses Otsu algorithm instead of the double threshold algorithm to select the threshold independently， and finally to extract the edge. the simulation results of MATLAB show that compared with the traditional Canny edge detection algorithm， this method not only has strong noise resistance， but also has strong self-adaptability， and better maintains the image details and continuity.

Key words： edge detection; thermal infrared image; Canny; mathematical morphology; Otsu algorithm

0 引言

紅外图像的边缘检测在特征提取、目标识别等领域有着广泛的应用，目前，针对红外图像的边缘检测方法主要有Sobel算子、Prewitt算子、Krisch算子和Canny算子等一阶微分算子以及类似LoG算子的二阶微分算子[1]。但是，运用上述检测算子或者检测方法在红外热波图像处理时会有相应缺陷。对此，大量的科研工作者提出一些改进方案，夏清等人[2]针对边缘检测中的噪声干扰，提出用形态学方法代替高斯滤波以解决滤波尺度无法自适应的问题，许宏科[3]引进Otsu 算法自适应地根据图像灰度生成高低阈值，避免了人为设定高低阈值的难题。本文针对Canny算法作出一定改进，运用Matlab仿真，取得了一定效果。

1 基本原理概述

1.1 Canny算子边缘检测算法

1.1.1 Canny算子基本原理

Canny边缘检测算子是一……