matlab在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用(3)課件

1、形態(tài)學(xué)圖像處理王殿偉通信與信息工程學(xué)院9/23/20221主要內(nèi)容概述1數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)基本運(yùn)算2形態(tài)學(xué)圖像處理的應(yīng)用39/23/20222概述數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)（Mathematical morphology）：以形態(tài)為基礎(chǔ)對(duì)圖像進(jìn)行分析的數(shù)學(xué)工具?；舅枷耄河镁哂幸欢ㄐ螒B(tài)的結(jié)構(gòu)元素去度量和提取圖像中的對(duì)應(yīng)形狀，以達(dá)到對(duì)圖像分析和識(shí)別的目的。簡(jiǎn)化圖像數(shù)據(jù)，保持它們基本的形狀特性，并除去不相干的結(jié)構(gòu)。基本運(yùn)算：腐蝕、膨脹、開(kāi)操作、閉操作。9/23/20223集合論中的基本概念集合：用大寫字母表示，如A，B；集合中的內(nèi)容表示為.。 如：集合 C 是元素 w 的集合。而 w 是通過(guò)1與集合D中的所有元素的兩個(gè)坐

2、標(biāo)相乘得到的。元素：用小寫字母表示，如a，b，集合和元素的關(guān)系：子集：并集：交集： 如果 ，則稱互斥的或不相容的補(bǔ)集。 A的補(bǔ)集記為： 差集：記為AB，定義為：9/23/20224集合的基本運(yùn)算9/23/20225主要內(nèi)容概述1數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)基本運(yùn)算2形態(tài)學(xué)圖像處理的應(yīng)用39/23/20227數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)基本運(yùn)算 膨脹（Dilation）用B對(duì)A進(jìn)行膨脹寫作 ，定義為：過(guò)程：先對(duì)B做關(guān)于原點(diǎn)的反射，再將其平移x，結(jié)果是平移后與A交集不為空的x集合。理解：用B來(lái)膨脹A得到的集合是 的位移與A至少有一個(gè)非零元素即有相交時(shí)，B的原點(diǎn)位置的集合。BA結(jié)構(gòu)元素9/23/20228數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)基本運(yùn)算IM2=im

3、dilate(IM1,SE)實(shí)現(xiàn)二值圖像或灰度圖像的膨脹運(yùn)算IM1：原始圖像；SE：結(jié)構(gòu)元素，由strel函數(shù)返回的一個(gè)結(jié)構(gòu)元素對(duì)象或結(jié)構(gòu)元素對(duì)象序列；IM2：膨脹后圖像SE=strel(SHAPE, PARAMETERS)構(gòu)造各種形狀和大小的結(jié)構(gòu)元素SHAPE：結(jié)構(gòu)元素的形狀； PARAMETERS：與形狀相關(guān)的參數(shù) SHAPE說(shuō)明SHAPE說(shuō)明diamond平坦的菱形結(jié)構(gòu)disk平坦的圓盤形結(jié)構(gòu)rectangle平坦的矩形結(jié)構(gòu)line平坦的線性結(jié)構(gòu)9/23/202210數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)基本運(yùn)算例3-1 膨脹BW1=imread(text.tif);SE=ones(4,2);BW2=imdilat

4、e(BW1,SE);subplot(1,2,1),imshow(BW1);subplot(1,2,2),imshow(BW2);彌合裂開(kāi)的細(xì)縫隙！9/23/202211數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)基本運(yùn)算腐蝕（erosion）B對(duì)A進(jìn)行腐蝕記作 ，定義為：意義：B移動(dòng)后完全包含在A中時(shí)，B的原點(diǎn)位置的集合。作用：收縮圖像，分開(kāi)細(xì)小的粘連。AB9/23/202212數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)基本運(yùn)算開(kāi)操作（ opening）定義：B對(duì)A進(jìn)行的開(kāi)操作就是先用B對(duì)A腐蝕，然后用B對(duì)結(jié)果進(jìn)行膨脹表示：含義： 的邊界通過(guò)B在A的邊界內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，B中的點(diǎn)所能達(dá)到的A的邊界的最遠(yuǎn)點(diǎn)等價(jià)表示：A B A B9/23/202214數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)基本運(yùn)

5、算閉操作（ closing）定義：B對(duì)A進(jìn)行的閉操作就是先用B對(duì)A膨脹，然后用B對(duì)結(jié)果進(jìn)行腐蝕表示：含義： 的邊界通過(guò)B在A的邊界外轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，B中的點(diǎn)所能達(dá)到的A的邊界的最遠(yuǎn)點(diǎn)等價(jià)表示：AB9/23/202215數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)基本運(yùn)算IM2=imopen(IM1,SE)二值圖像或灰度圖像的開(kāi)運(yùn)算IM1：原始圖像，SE：結(jié)構(gòu)元素，IM2：開(kāi)操作后圖像IM2=imclose(IM1,SE)二值圖像或灰度圖像的閉運(yùn)算IM1：原始圖像，SE：結(jié)構(gòu)元素，IM2：閉操作后圖像9/23/202217主要內(nèi)容概述1數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)基本運(yùn)算2形態(tài)學(xué)圖像處理的應(yīng)用39/23/202218形態(tài)學(xué)圖像處理的應(yīng)用處理圖像的類型：二

6、值圖像或灰度圖像作用：提取對(duì)于描繪和表達(dá)形狀有用的圖像成分主要應(yīng)用：邊界提取、區(qū)域填充、連通分量提取、凸殼和細(xì)化以及骨架等等9/23/202219形態(tài)學(xué)圖像處理的應(yīng)用邊緣提取方法1：設(shè)集合A的邊界表示為 (A)，選取結(jié)構(gòu)元素B，先進(jìn)行B對(duì)A腐蝕，而后用A減去腐蝕的結(jié)果。邊界寬度是單像素9/23/202220形態(tài)學(xué)圖像處理的應(yīng)用邊緣提取方法2：先由B對(duì)A進(jìn)行膨脹，而后用膨脹的結(jié)果減去A方法3：BW2 = bwperim(BW1,N)檢測(cè)二值圖像中對(duì)象的邊緣像素BW1：輸入二值圖像；BW2：輸出圖像；N：鄰域連通性，取值為4、8等。方法4：BW2=bwmorph(BW1,operation)基于膨

7、脹、腐蝕等組合得到類似的邊緣提取效果BW1：輸入二值圖像；BW2：輸出二值圖像；N：鄰域連通性，取值為4、8等。9/23/202221bwmorph的參數(shù)operationoperation功能描述bridge橋接有單個(gè)像素縫隙分割的前景像素clean清除孤立的前景像素diag圍繞對(duì)角線相連的前景像素進(jìn)行填充fill填充單個(gè)像素的孔洞hbreak去掉前景中的H形連接majority如果點(diǎn)P的8領(lǐng)域中一半以上像素為前景像素，則P為前景像素，否則為背景。remove去除內(nèi)部像素（無(wú)背景像素相鄰的前景）shrink將物體收縮為一個(gè)點(diǎn)或者帶洞的環(huán)形skel骨骼化圖像spur去除“毛刺”thicken粗化物體thin將物體細(xì)化至最低限度相連的線形9/23/202222區(qū)域填充9/23/202224區(qū)域填充BW2 = bwfill(BW1, C, R, N)對(duì)二值圖像進(jìn)行區(qū)域填充。BW1：輸入圖像；BW2：輸出圖像；(R,C)：填充的