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數(shù)字圖像處理教程第9章形態(tài)學(xué)處理用具有一定形態(tài)的結(jié)構(gòu)元素對(duì)圖像處理,以提取那些在描述圖像區(qū)域形狀中非常有用的特征在圖像分割、特征識(shí)別、圖像描述等應(yīng)用中常用簡(jiǎn)化圖像特征、保持圖像基本特征、去除無(wú)關(guān)細(xì)節(jié)等目的,是圖像增強(qiáng)的有效手段非線性圖像處理,可用于二值圖像和灰度圖像9.1預(yù)備知識(shí)9.1預(yù)備知識(shí)

9.1預(yù)備知識(shí)

9.1預(yù)備知識(shí)

9.1預(yù)備知識(shí)

9.2.腐蝕與膨脹二值圖像中通常用像素值1表示屬于目標(biāo)(又稱前景)的像素、0表示該像素屬于非目標(biāo)(又稱背景)腐蝕和膨脹都是針對(duì)目標(biāo)進(jìn)行的處理9.2.1腐蝕

9.2.1腐蝕腐蝕結(jié)果與目標(biāo)和結(jié)構(gòu)元形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)元原點(diǎn)位置有關(guān)消除細(xì)小的噪聲,選擇大小形狀適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)元可以濾掉不能完全包含結(jié)構(gòu)元的噪聲利用腐蝕濾除噪聲的同時(shí),對(duì)圖像中目標(biāo)的形狀也有影響9.2.2膨脹

9.2.2膨脹膨脹填充圖像中背景尺寸比結(jié)構(gòu)元小的區(qū)域可用于連接相鄰間隔很小的目標(biāo)區(qū)域、填充小孔和狹窄的縫隙膨脹結(jié)果與結(jié)構(gòu)元大小、形狀及中心點(diǎn)位置有關(guān)9.2.3對(duì)偶性

9.3開運(yùn)算和閉運(yùn)算9.3.1開運(yùn)算

9.3.2閉運(yùn)算

開、閉運(yùn)算、腐蝕和膨脹比較

9.4擊中與擊不中變換9.4擊中與擊不中變換

找內(nèi)部形狀找外部邊緣形狀9.4擊中與擊不中變換9.5一些基本形態(tài)學(xué)算法9.5.1邊界提取

9.5.2種子填充

9.5.3提取連通分量

9.5.4凸包

9.5.4凸包

9.5.5細(xì)化、骨架化和粗化

9.5.5細(xì)化、骨架化和粗化

9.5.5細(xì)化、骨架化和粗化骨架化(1)骨架化是一種極致的細(xì)化,將目標(biāo)細(xì)化為寬度1個(gè)像素,細(xì)化后細(xì)線連通保持輸入對(duì)象的尺寸,骨架的端點(diǎn)一直延伸至目標(biāo)的邊界骨架位于目標(biāo)中心線位置不改變目標(biāo)基本結(jié)構(gòu)9.5.5細(xì)化、骨架化和粗化

9.5.5細(xì)化、骨架化和粗化

開運(yùn)算9.5.5細(xì)化、骨架化和粗化骨架化(4)距離變換實(shí)現(xiàn)骨架化對(duì)二值圖像進(jìn)行距離變換,得到距離圖像目標(biāo)中心在距離圖像最亮,根據(jù)距離變換結(jié)果的奇異性(中心最亮處曲率變化最大)提取中心軸線,得到目標(biāo)的骨架9.5.5細(xì)化、骨架化和粗化

9.5.5細(xì)化、骨架化和粗化

9.5.6形態(tài)學(xué)重建涉及兩幅圖像和一個(gè)結(jié)構(gòu)元一幅圖像為標(biāo)記(marker)或標(biāo)記圖像,包含變換的起始點(diǎn)另一幅圖像稱為模板(mask),用于對(duì)變換進(jìn)行約束結(jié)構(gòu)元用于定義連接性形態(tài)學(xué)重建的基本運(yùn)算是測(cè)地膨脹和測(cè)地腐蝕9.5.6形態(tài)學(xué)重建

9.5.6形態(tài)學(xué)重建

9.5.6形態(tài)學(xué)重建

9.5.6形態(tài)學(xué)重建

9.5.6形態(tài)學(xué)重建

9.5.6形態(tài)學(xué)重建

9.5.6形態(tài)學(xué)重建

9.5.6形態(tài)學(xué)重建形態(tài)學(xué)重建應(yīng)用9.5.6形態(tài)學(xué)重建形態(tài)學(xué)重建應(yīng)用9.6灰度圖像的形態(tài)學(xué)處理9.6灰度圖像的形態(tài)學(xué)處理一般用于圖像分割、圖像二值化等之前的預(yù)處理階段提高區(qū)域灰度趨同性、強(qiáng)調(diào)灰度差異、突出某些特征等9.6灰度圖像的形態(tài)學(xué)處理不平坦結(jié)構(gòu)元平坦結(jié)構(gòu)元通?;叶葓D級(jí)形態(tài)學(xué)處理的結(jié)構(gòu)元關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱一般采用平坦結(jié)構(gòu)元9.6.1腐蝕和膨脹

9.6.1腐蝕和膨脹

9.6.1腐蝕和膨脹

9.6.1腐蝕和膨脹腐蝕降低圖像整體亮度膨脹增加圖像整體亮度9.6.2開運(yùn)算和閉運(yùn)算

9.6.2開運(yùn)算和閉運(yùn)算

9.6.2開運(yùn)算和閉運(yùn)算9.6.2開運(yùn)算和閉運(yùn)算多次形態(tài)學(xué)處理使亮度趨于一致9.6.3頂帽變換和底帽變換

9.6.3頂帽變換和底帽變換

9.6.3頂帽變換和底帽變換頂帽變換和底帽變換可用于對(duì)比度增強(qiáng)處理將原圖與頂帽變換結(jié)果相加,可以使局部亮處更亮原圖減去底帽變換使得局部暗處更暗9.6.4形態(tài)學(xué)濾波開運(yùn)算抑制小于結(jié)構(gòu)元的亮細(xì)節(jié),閉運(yùn)算則抑制暗細(xì)節(jié)二個(gè)操作可以聯(lián)合使用,先進(jìn)行開運(yùn)算再進(jìn)行閉運(yùn)算,去除局部最亮和最暗細(xì)節(jié)或噪聲先開后閉的聯(lián)合運(yùn)算或者先閉后開的聯(lián)合運(yùn)算稱為形態(tài)學(xué)濾波,又稱形態(tài)學(xué)平滑9.6.4形態(tài)學(xué)濾波形態(tài)學(xué)濾波衍生出類似的形態(tài)學(xué)平滑方法還有諸如:將圖像腐蝕結(jié)果與膨脹結(jié)果求平均、將圖像開運(yùn)算結(jié)果與閉運(yùn)算結(jié)果求平均等等9.6.5形態(tài)學(xué)梯度圖像中各區(qū)域邊緣處灰度發(fā)生明顯變化,梯度強(qiáng)調(diào)了這種變化通常在梯度計(jì)算前對(duì)圖像進(jìn)行平滑以抑制噪聲基本的形態(tài)學(xué)梯度:布徹梯度圖像膨脹結(jié)果減去圖像腐蝕結(jié)果反映了在結(jié)構(gòu)元形狀確定的區(qū)域范圍內(nèi)灰度的最大變化9.6.5形態(tài)學(xué)梯度當(dāng)

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