آشکارسازی لبه یکی از مراحل اساسی در پردازش تصاویر است. با وجود اینکه تا کنون روش های زیاد و متنوعی برای آشکارسازی لبه ارائه شده اند، اما یک روش جامع و قابل کاربرد در زمینه های گوناگون و انواع مختلف لبه ها ارائه نشده است. در این پایان نامه دو روش برای آشکارسازی لبه پیشنهاد شده است؛ روش نخست یک روش حساس به جهت چند مقیاسی است که هر یک از مراحل پردازشی آن بر اساس عملکرد ساختار مربوطه در سیستم بینایی انسان طراحی گشته است. در مدل پیشنهادی، مقادیر آستانه برای عملکرد سلول ها به صورت سازگار و بر اساس وسعت میدان دریافت در چارچوب یک تابع غیرخطی دو پارامتری محاسبه می شوند. مدل سازی حساسیت جهتی سلول های بینایی سیستم بینایی انسان با استفاده از توابع گابور حساس به جهت انجام شده است؛ در نهایت یک سیستم فازی برای مدل سازی تحلیل چند مقیاسی و ترکیب نتایج مقیاس های مختلف به کار رفته است. روش دوم با استفاده از تفاضل پاسخ دو سلول ساده ی متعامد و سپس آستانه گیری غیرخطی عمل آشکارسازی را انجام می دهد. برای مقایسه ی نتایج، یک روش نوین بر پایه ی الگوریتم ژنتیک معرفی شده است. نتایج پیاده سازی روش های پیشنهادی روی طیف وسیعی از تصاویر مختلف با نتایج مربوط به آشکارساز لبه ی کنی مقایسه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که الهام از عملکرد سیستم بینایی بهبود چشمگیری در آشکارسازی لبه به دنبال داشته است.