Reconocimiento De Patrones Por Medio De Canny

Detección de bordes mediante el algoritmo de Canny
Jorge Valverde Rebaza Escuela Académico Profesional de Informática Universidad Nacional de Trujillo

Resumen
En el presente trabajo se expone de manera concisa el fundamento básico para detectar los bordes de una imagen siguiendo el algoritmo de Canny, el cual es considerado como uno de los mejores para este tipo de trabajo. Además sepresentan algunos resultados obtenidos al aplicar este algoritmo en imágenes reales.

1. Introducción
En el área de procesamiento de imágenes, la detección de los bordes de una imagen es de suma importancia y utilidad, pues facilita muchas tareas, entre ellas, el reconocimiento de objetos, la segmentación de regiones, entre otras. Se han desarrollado variedad de algoritmos que ayudan a solucionar esteinconveniente. El algoritmo de Canny es usado para detectar todos los bordes existentes en una imagen. Este algoritmo esta considerado como uno de los mejores métodos de detección de contornos mediante el empleo de máscaras de convolución y basado en la primera derivada. Los puntos de contorno son como zonas de píxels en las que existe un cambio brusco de nivel de gris. En el tratamiento deimágenes, se trabaja con píxels, y en un ambiente discreto, es así que en el algoritmo de Canny se utiliza máscaras, las cuales representan aproximaciones en diferencias finitas. El resto de este trabajo esta organizado de la siguiente manera: En la sección 2 se muestran los criterios en los que se basa el algoritmo de Canny. El algoritmo de Canny es expuesto en la sección 3. En la sección 4 sepresentan algunos resultados obtenidos al aplicar el algoritmo de Canny. Finalmente en la sección 5 se presentan las conclusiones.

2. Criterios del Algoritmo de Canny
En 1986, Canny propuso un método para la detección de bordes, el cual se basaba en tres criterios, estos son: • • • Un criterio de detección expresa el hecho de evitar la eliminación de bordes importantes y no suministrar falsos bordes.El criterio de localización establece que la distancia entre la posición real y la localizada del borde se debe minimizar. El criterio de una respuesta que integre las respuestas múltiples correspondientes a un único borde.

3. Algoritmo de Canny para la detección de bordes
Uno de los métodos relacionados con la detección de bordes es el uso de la primera derivada, la

que es usada por quetoma el valor de cero en todas las regiones donde no varía la intensidad y tiene un valor constante en toda la transición de intensidad. Por tanto un cambio de intensidad se manifiesta como un cambio brusco en la primera derivada [1], característica que es usada para detectar un borde, y en la que se basa el algoritmo de Canny. El algoritmo de Canny consiste en tres grandes pasos: • • • Obtencióndel gradiente: en este paso se calcula la magnitud y orientación del vector gradiente en cada píxel. Supresión no máxima: en este paso se logra el adelgazamiento del ancho de los bordes, obtenidos con el gradiente, hasta lograr bordes de un píxel de ancho. Histéresis de umbral: en este paso se aplica una función de histéresis basada en dos umbrales; con este proceso se pretende reducir laposibilidad de aparición de contornos falsos.

3.1 Obtención del gradiente
Para la obtención del gradiente, lo primero que se realiza es la aplicación de un filtro gaussiano a la imagen original con el objetivo de suavizar la imagen y tratar de eliminar el posible ruido existente. Sin embargo, se debe de tener cuidado de no realizar un suavizado excesivo, pues se podrían perder detalles de la imagen yprovocar un pésimo resultado final. Este suavizado se obtiene promediando los valores de intensidad de los píxels en el entorno de vecindad con una mascara de convolución de media cero y desviación estándar σ . En la figura 1 se muestran dos ejemplos de máscaras que se pueden usar para realizar el filtrado gaussiano. Una vez que se suaviza la imagen, para cada píxel se obtiene la magnitud y...