边缘是图像的最基本特征。边缘检测在图像识别、图像分割、图像增强以及图像压缩等领域中有着广泛的应用,也是它们的基础,一直是数字图像处理领域研究的热点和焦点问题。目前在边缘检测领域已经提出了许多方法,但鉴于所分析的图像特点的差异,不同边缘检测算法的性能具有很大的互异性,目前为止尚没有一种方法可以适合于所有图像。尤其,实际处理的图像一般都混有噪声,如何消除噪声干扰带来的伪边缘,并且同时保证边缘定位的准确性成为边缘检测需要解决的一个重要问题。因此,需要根据具体应用设计新的边缘检测方法,或者对现有的方法进行改进以得到满意的边缘检测结果。针对在相干切片断层多边形检测系统研发课题,系统需要在具有复杂断层分布和强噪声的相干切片上准确、快速地提取断层多边形轮廓,并保存边界参数序列,本文设计了适合项目要求的算法和方案,并得到了较好的检测效果。本文首先研究了经典的图像边缘检测方法,线性滤波技术及其在图像边缘检测中的应用,基于Canny算法的自适应多尺度边缘检测方法,并通过理论分析以及仿真计算,比较了各种算法在图像边缘检测中的优缺点。其次,对图像边缘检测预处理相关算法进行研究,改进了一种保持图像边缘细节的滤波算法。最后,在此基础上,针对项目需求提出了一种复杂二值图像边界跟踪与提取算法,并将改进和提出的各种算法应用到项目中,设计实现了相干切片断层多边形检测系统。通过实践验证:该系统检测出的断层多边形定位准确、连续、光滑、边缘细节丰富、边界呈单像素宽。该系统在油田地震勘探三维解释应用中取得良好检测效果,并提高了断层检测的精度和效率。