柔性形态学建立在数学形态学基础上,具有完备和严格的数学基础。此外,较经典数学形态学而言,具有较强的鲁棒性,使得在抗噪声、抗干扰能力方面有突出的作用。将柔性形态学引入到彩色图像处理中,再利用基本的数学形态学运算推导出适合不同彩色空间的柔性形态学实用算法。文章在总结、分析经典数学形态学图像处理算法以及应用的基础上,针对转换彩色空间引起的图像色彩失真、过度增强、边缘检测不准确、噪声等问题,选择适合的颜色空间,将灰度图像处理算法修正推广至彩色空间;得到抗噪、细致、完整连续的彩色增强图像与彩色图像原色边缘;此外,将本文算法应用于数字敦煌壁画图像中,进一步完善了彩色图像边缘的实际使用价值。论文的主要工作包括以下四个方面:首先,整理汇总形态学的基本理论,学习数学形态学的应用背景。针对彩色图像不同颜色空间,实验比较不同颜色空间,形态学图像处理算法的实验效果,选择最佳颜色空间,将柔性形态学算法推广至此颜色空间。其次,改进并推广一种柔性形态学彩色图像增强算法;针对直方图均衡化算法增强图像出现的过度增强、细节丢失的问题,结合柔性形态学的优点,利用双直方图均衡化算法的优势,解决彩色图像直方图均衡化算法进行增强时颜色信息丢失、图像过度失真的问题,并且,柔性形态学算法简单、优美、加快图像处理速度。此外,提出一种基于柔性数学形态学的彩色图像边缘检测算法,利用柔性形态学算子抗噪性的优点,以及小尺度算子改进、滤除噪声、边缘较粗的问题,在HSI颜色空间进行边缘检测,得到彩色边缘后与原图像做运算,最终得到较好的连续原色边缘。最后,对本文推广和改进的彩色图像增强以及边缘检测算法在文物保护修复应用上进行探索,是信息科学与文物保护的交叉研究。选取敦煌壁画数字图像对其进行相应的处理,实验证明,图像增强和原色边缘检测算法对进一步文物保护辅助修复有很大的帮助。