У меня такое чувство, что толстые края будут обнаружены как 2 края - в этом случае вам придется делать не максимальное подавление.Вы пытались использовать медианный фильтр или что-то, что выбрасывало бы чрезвычайно тонкие края?(Сглаживание после медианного фильтра довольно сильно подавляет тонкие края, хотя я немного не уверен, что случится с толстыми.)
Другая идея - использовать преобразование Хафа и поддерживать высокий порогза количество голосов, необходимое для определения ребра / линии.