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    188宝金博页面版: [精品]元胞自动机理论及其在图像边缘检测中的应用

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    内容提示： 计算机工程应用技术本栏目 责任编辑： 贾薇薇Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术第 5 卷第 21 期Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.5,No.21, July 2009, pp.5853-5854(2009 年 7 月 )元胞自动机理论及其在图像边缘检测中的应用曹荣军（江苏省泰兴职业188宝金博页面版中心校， 江苏 泰兴 225400）摘要： 元胞自 动机(Cellular Automata， 简称 CA， 大量元胞通过简单的相互作用 而构成动态系统的演化）元胞自 动机是一类模型的总称， 或者说是一个方法框架。 其特点是时间、空间、状态都离散， 每个变量只取有限多个状态， 且其状态改变的规则在时间...

    文档格式：PDF | 页数：2 | 浏览次数：44 | 上传日期：2015-03-19 04:37:48 | 文档星级：
    计算机工程应用技术本栏目 责任编辑： 贾薇薇Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术第 5 卷第 21 期Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.5,No.21, July 2009, pp.5853-5854(2009 年 7 月 )元胞自动机理论及其在图像边缘检测中的应用曹荣军（江苏省泰兴职业188宝金博页面版中心校， 江苏 泰兴 225400）摘要： 元胞自 动机(Cellular Automata， 简称 CA， 大量元胞通过简单的相互作用 而构成动态系统的演化）元胞自 动机是一类模型的总称， 或者说是一个方法框架。 其特点是时间、空间、状态都离散， 每个变量只取有限多个状态， 且其状态改变的规则在时间和空间上都是局部的。 本文基于元胞自 动机理论， 初步探讨了其在图像边缘检测中的应用。关键词： 元胞自 动机； 边缘检测； 图像中图分类号：TP317.4文献标识码：A文章编号：1009-3044(2009)21-5853-021 引 言边缘检测是图像处理和计算机视觉中的基本问题， 边缘检测的目 的是标识数字图像中亮度变化明显的点。 图像属性中的显著变化通常反映了属性的重要事件和变化。 这些包括： （1）深度上的不连续； （2）表面方向不连续； （3）物质属性变化和； （4）场景照明变化。边缘检测是图像处理和计算机视觉中， 尤其是特征提取中的一个研究领域。 图像边缘检测大幅度地减少了数据量， 并且剔除了可以认为不相关的信息， 保留了图像重要的结构属性。 有许多方法用 于边缘检测， 它们的绝大部分可以划分为两类： 基于查找一类和基于零穿越的一类。 基于查找的方法通过寻找图像一阶导数中的最大和最小值来检测边界， 通常是将边界定位在梯度最大的方向。 基于零穿越的方法通过寻找图像二阶导数零穿越来寻找边界， 通常是 Laplacian 过零点或者非线性差分表示的过零点。2 元胞自 动机理论元胞自 动机(CA)， 也称为细胞自 动机、点格自 动机、分子自 动机或单元自 动机， 是定义在一个由 具有离散、有限状态的元胞组成的元胞空间上， 并按照一定局部规则， 在离散的时间维上演化的动力学系统。 元胞自 动机模型是上世纪 50 年代冯.诺依曼为模拟生物学中的自 我复制而提出 的[1]， 上世纪 70 年代 J.H.Conway 通过一个生命的游戏演示了 元胞自 动机能产生有序和无序、稳定和不稳定等无法预测的演化行为。 进入上世纪 80 年代， 元胞自 动机的研究有新的发展， 科学家利用 这种模型简洁地复制出 复杂系统中的分支、吸引 子和自 相似性等现象。元胞自 动机最基本的组成是元胞、元胞空间、邻居及规则四部分。 简单讲， 元胞自 动机可以视为由 一个元胞空间和定义于该空间的变换函数所组成。 可用一四元数组表示：A=(Ld,S,N,f)其中 A 代表一个元胞自 动机系统；Ld为元胞空间，d 是一正整数， 表示元胞自 动机内 元胞空间的维数；S 为元胞的有限状态集，N表示一个所有邻域内 元胞的组合(包括中心元胞)， 即包含 n 个不同元胞状态的一个空间矢量， 记为：N=(s1,s2,…,sn)， 其中 n 是元胞的邻居个数。 si∈ Z(整数集)，i∈ (1,2,…,n)； 表示将 Sn映射到 S 上的一个状态转换函数。在图像处理中， 一般用到的是二维元胞自 动机。 二维元胞自 动机常见的邻域类型有三种（图 1）：Von.Neumann 型： （4-邻域）其中 vix,viy表示邻居元胞的行、列坐标值，vox,voy表示中心元胞的行、列坐标值。Moore 型： （8-邻域）扩展的 Moore 型： 将 Moore 型邻居的半径扩展到 r 或更大。图 1二维元胞自 动机的邻居模型元胞自 动机自 产生以来， 被广泛地应用到社会、经济、军事和科学研究的各个领域。 目 前元胞自 动机在图像处理方面的应用 研究很少， 在国内 仅见到汪海明及于志伟等人的工作， 他们利用 二维元胞自 动机及由 其构造的元胞神经网络， 研究了 图像的去噪、平滑和恢复等， 处理效果非：茫 在国外利用 元胞自 动机研究图像处理的主要有：GonzaloHern 等人在 1994 年建立了 一些基本的元胞自 动机模型用 于图像的增强[2]，Kolin Paul 在 1999 年提出 了 元胞自 动机在图像压缩方面的应用[5]， 另 外，J.A.Moreno、Mauricio Paletta、收稿日 期：2009-06-23ISSN 1009-3044E-mail: kfyj@cccc.net.cnhttp://www.dnzs.net.cnTel:+86-551-56909635690964

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