PIE Basic 微分銳化

1.基本概念

roberts運算元：

roberts運算元又稱為交叉微分演算法，採用交叉差分的方法表示梯度，是一種利用區域性差分方法尋找邊緣的運算元，該運算元採用對角線方向相鄰兩像元之差近似梯度幅值檢測邊緣。

roberts運算元常用來處理具有陡峭的低雜訊影象，當影象邊緣接近於正45度或負45度時，該演算法處理效果較好。其缺點是對邊緣的定位不太準確，提取的邊緣線條較粗。

prewitt運算元：

prewitt運算元是一種一階微分運算元，對鄰域內採用平均法進行差分實現影象邊緣檢測。

prewitt運算元對邊緣的定位不如roberts運算元，但在水平方向和垂直方向的邊緣檢測結果較好，對雜訊有抑制作用，常用於雜訊較多、灰度漸變的影象的處理，但處理後影象邊緣較寬，而且間斷點多。

sobel運算元：

sobel運算元是一種用於邊緣檢測的離散微分運算元，其在prewitt演算法的基礎上，對4-鄰域採用加權方法進行差分，邊緣定位更準確，但檢測出的邊緣容易出現多畫素寬度，對雜訊具有平滑作用，常用於雜訊較多、灰度漸變影象的處理。

2.功能概述

pie-basic軟體微分銳化工具通過微分過程增強影象的邊緣、輪廓或細節，使影象更加清晰。支援prewitt運算元、sobel運算元、robert運算元三種銳化方式。

roberts運算元提取的邊緣線條較粗；prewitt運算元對邊緣的定位不如roberts， prewitt運算元、sobel運算元檢測出的邊緣容易出現多畫素寬度。

3.演示資料

操作流程：

1）選用一景遙感影像，使用【定向濾波】功能，對選取的影像進行微分銳化處理；

2）對處理結果進行分析。

使用資料：

gf1-zcs-sub.tif——為裁剪的某一區域gf1 2m真彩色影像，為微分銳化的測試資料。

4.操作演示

開啟pie-basic軟體，選擇選單欄【影象處理】

à【邊緣增強】

à【微分銳化】，開啟"微分銳化" 對話方塊：

銳化方式

描述

優缺點

robert運算元

又稱為交叉微分演算法，是基於交叉差分的梯度演算法，是一種利用區域性差分運算元尋找邊緣的運算元，邊緣定位精度較高，但容易丟失一部分邊緣，不具備抑制雜訊的能力。

常用於處理陡峭邊緣且含雜訊少的影象，當影象邊緣接近於正負45度時，處理效果較好，但對邊緣的定位不太準確，提取的邊緣線條較粗。

prewitt運算元

是一種影象邊緣檢測的微分運算元，利用特定區域內像元灰度值產生的差分實現邊緣檢測，對雜訊有抑制作用。

適用於雜訊較多、灰度漸變的影象的處理，但沒有考慮相鄰點的距離遠近對當前像元的影響，對邊緣的定位不如roberts運算元，檢測出的邊緣容易出現多畫素寬度。

sobel運算元

是一種用於邊緣檢測的離散微分運算元，其在prewitt演算法的基礎上，對4-鄰域採用加權方法進行差分，提供較為精確的邊緣方向資訊，對雜訊有抑制作用。。

考慮了綜合因素，對邊緣定位更準確，常用於雜訊較多、灰度漸變影象的處理，但檢測出的邊緣容易出現多畫素寬度。

所有引數設定完成後，點選【確定】按鈕即可進行微分銳化處理。

經prewitt運算元、sobel運算元、robert運算元處理後，影象上邊緣輪廓與線性目標被突出顯示，而灰度變化比較平緩或均勻的區域（水域、綠地等）幾乎是黑色。