1 形态学概述
图形处理中的形态学主要是指数学形态学。
数学形态学(Mathematical morphology)是一门建立在格论和拓扑学基础上的图像分析学科,是数学形态学图像处理的基本理论。
基本运算:二值腐蚀和膨胀,二值开闭运算,骨架抽取,极限腐蚀,击中击不中变换,形态学梯度,Top-hat变换,颗粒分析,流域变换,灰值腐蚀和膨胀,灰值开闭运算,灰值形态学梯度等。
2 膨胀与腐蚀作用
(1) 消除噪声;
(2) 分割出独立的图像元素,在图像中连接相邻的元素;
(3) 寻找图像中的明显的极大值或极小值区域;
(4) 求出图像的梯度;
注意: 腐蚀和膨胀是对白色部分(高亮部分)而言的,不是黑色部分;
膨胀:邻域扩张,效果图拥有比原图更大的高亮区域;
腐蚀:原图中的高亮部分被腐蚀,邻域缩小,效果图拥有比原图更小的高亮区域。
膨胀或腐蚀:将图像(或图像的一部分区域,A)与核(B)卷积。
核: 可以是任何开关和大小,它拥有一个单独定义的参考点,称为锚点。
3 膨胀
膨胀:求局部最大值操作。从数学角度来说,就是将图像与核进行卷积,计算核B覆盖区域的像素点的最大值,并把这个最大值赋值给参考点指定的元素。这样就会使图像中的高亮区域逐渐增长。
4 腐蚀
腐蚀: 与膨胀是一对相反的操作,腐蚀是求局部最小值的操作, 腐蚀操作会使图像中的高亮区逐渐减小。
5 开运算
开运算是先腐蚀后膨胀,主要用于消除小物体,在纤细处分离物体,并且在平滑较大物体的边界的同时不明显改变其面积,同时抑制比结构元小的亮细节。
6 闭运算
闭运算是先膨胀后腐蚀,用来填充物体内细小空洞、连接邻近物体、平滑其边界的同时并不明显改变其面积,同时抑制比结构元小的暗细节。
7 形态学梯度
是将膨胀图与腐蚀图相减,对二值化图像进行这一操作可以将边缘突出来,可以使用形态学梯度来保留物体的边缘轮廓。
8 顶帽变换和黑帽变换
顶帽变换就是用源图像减去开运算图像。因为开运算带来的结果放大了裂缝或者局部低亮度的区域。因此,从原图中减去开运算后的图,得到的效果图突出了比原图轮廓周围区域更明亮的区域。 顶帽一般用于校正不均匀光照的影响(补充:均匀光照在从背景中提取目标的处理中扮演核心的角色)。
黑帽变换变是用闭运算减去源图像,黑帽运算后的效果图突出了比原图轮廓周围的区域更暗的区域。黑帽运算一般用来分离比邻近点暗一些的斑块。
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