Extracción De Bordes

UNIVERSIDAD DE LEÓN

ESCUELA SUPERIOR Y TÉCNICA DE INGENIEROS DE MINAS

Ingeniería Técnica en Topografía

DETECCIÓN DE BORDES USANDO EL OPERADOR DE CANNY Y
LA MORFOLOGÍA MATEMÁTICA PARA LA ACTUALIZACIÓN DE
ELEMENTOS CARTOGRÁFICOS URBANOS

MARTA GARCÍA FERNÁNDEZ
Septiembre 2012, PONFERRADA

UNIVERSIDAD DE LEÓN

ESCUELA SUPERIOR Y TÉCNICA DE INGENIEROS DE MINAS

Ingeniería Técnicaen Topografía

EDGE DETECTION USING THE CANNY OPERATOR AND
MATHEMATICAL MORPHOLOGY FOR UPDATING
URBAN CARTOGRAPHIC ELEMENTS

MARTA GARCÍA FERNÁNDEZ
Septiembre 2012, PONFERRADA

DETECCIÓN DE BORDES USANDO EL OPERADOR DE CANNY Y
LA MORFOLOGÍA MATEMÁTICA PARA LA ACTUALIZACIÓN DE
ELEMENTOS CARTOGRÁFICOS URBANOS

Ponferrada, septiembre 2012

INDICE

1. INTRODUCCIÓN YOBJETIVOS………….…………………………...…………….....1

2. ESTADO DEL ARTE ………………………………….…….………………..……….....6
2.1 EXTRACCIÓN DE ELEMENTOS URBANOS USANDO “EL OPERADOR
DE CANNY” PARA LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍA DIGITAL…..........10
2.2 EXTRACCIÓN DE ELEMENTOS URBANOS MEDIANTE “LA TEORÍA
DE LA MORFOLOGÍA MATEMÁTICA” PARA LA GENERACIÓN DE
CARTOGRAFÍA DIGITAL……………………………...……………………..........13

3. MATERIAL YMÉTODOS………………………………....……………………….......18
3.1 MATERIAL……………………………………………………………………....18
3.1.1 Imagen de prueba (sintética) ………………………….......……...........19
3.1.2 Imagen CBERS 2B…………………………………………...……........20
3.1.3 Hardware…………………………………………………………..........25
3.1.4 Software SPRING………………………………………………............26
3.1.5 Herramienta y Lenguaje de Programación LEGAL………………….....27
3.1.6 Herramienta y lenguaje de programación SCILAB……………….…....28

3.1.6.1Scilab Imagen Processing (SIP). ImageMagick………...….....30
3.2 MÉTODOS…………………………………………………………………..........30
3.2.1 Extracción de bordes en una imagen digital……………………….........31
3.2.2 El Operador de Canny……………………………………………..........33
3.2.2.1 Criterios para un filtro óptimo…………………………….......33
3.2.2.2 Aspectos Algorítmicos y Computacionales del operador deCanny………………………...…………………………………..........35
1 Suavizado de la imagen…………………………………………......36
2. Calculo del módulo y dirección del gradiente………………….......40
3. Supresión no máxima……………………………………………....43
4. Histéresis de umbral…………………………………………..........46
3.2.2.3 Metodología para la elección del mejor resultado del operador
de Canny……………………………………………………………....50
3.2.3 La Morfología Matemática……………………….…………………......51
3.2.3.1 Aspectos Algorítmicos y Computacionales de laMorfología
Matemática………………………………………………………........51
1. Suavizado de la imagen………………………………………….....52
2. Magnitud del gradiente morfológico…………………………….....54
3. Binarización de la magnitud del gradiente. Detección de
umbral…………………………………………………...…….…........56
4. Adelgazamiento de los bordes………………………….……..........57
3.2.3.2 Metodología para la elección del mejor resultado usando la MorfologíaMatemática………………………………………………………………........61
3.2.4 Metodología para la elección del mejor algoritmo………………………….......62

3.2.5 Metodología en la aplicación del mejor algoritmo a la imagen orbital CBERS
2B……………………………………………………………………………...….......63

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN………………………………………………………....64
4.1 RESULTADOS Y DISCUSIÓN DEL OPERADOR DE CANNY.…………......65
4.1.1 Resultados delsuavizado Gaussiano………………………………........65
4.1.2 Resultados magnitud y orientación del gradiente………………….........66
4.1.3 Resultados de la supresión no máxima…………………………….........69
4.1.4 Resultados de “histéresis de umbral” a la supresión no máxima.............70
4.1.5 Mejor resultado en la extracción de contornos usando el Operador de
Canny……………………………………………………………...………......79
4.2 RESULTADOS YDISCUSIONES DE LA TEORÍA DE LA MORFOLOGÍA
MATEMÁTICA………………………………………………………………….......82
4.2.1 Resultados del suavizado Gaussiano…………………………................83
4.2.2 Resultados del gradiente morfológico…………………………..............85
4.2.3 Resultados de la umbralización ………………………………...….......86
4.2.4 Resultados del...