圖像學形態(tài)處理-計算機科學系

第8章形態(tài)學圖像處理

(MorphologicalImageProcessing)計算機科學系2009，51第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第1頁!第8章形態(tài)學圖像處理簡介一種新的圖像處理與分析方法主要是獲取圖像中物體拓撲信息。通過物體和結構元素相互作用的某些運算，得到物體更本質的形態(tài)以幾何學為基礎，著重研究圖像的幾何結構?；舅悸肥抢媒Y構元素（structuringelement）去探測一個圖像，通過移動結構元素考察各部分間的關系，從而了解圖像各部分的結構特征圖像處理中的應用。利用形態(tài)學的基本運算，對圖像進行觀察和處理，從而達到改善圖像質量、提取圖像特征等目的2第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第2頁!第8章形態(tài)學圖像處理

8.1基礎知識 8.2腐蝕和膨脹 8.3開操作和閉操作 8.4基本的形態(tài)學算法 8.5MatLab函數3第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第3頁!8.1基礎知識子集：并集：交集：如果，則稱互斥的或不相容的補集。A的補集記為差集：記為A－B，定義為：4第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第4頁!8.1基礎知識位移：A用z=(z1，z2)位移，記為(A)z，定義為：

映像：A的映像記為，定義為：5第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第5頁!第8章形態(tài)學圖像處理

8.1基礎知識

8.2腐蝕和膨脹

8.3開操作和閉操作 8.4基本的形態(tài)學算法8.5MatLab函數6第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第6頁!8.2腐蝕和膨脹例2：帶有間斷字符的低分辨率示例結構元素7第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第7頁!8.2腐蝕和膨脹例3:腐蝕圖像（a）含長度為1，3，5，7，9，15的正方形（b）結構元素為13×13，對（a）腐蝕的結果（c）結構元素為13×13，對（b）進行膨脹（a）（b）（c）8第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第8頁!第8章形態(tài)學圖像處理

8.1基礎知識 8.2腐蝕和膨脹

8.3開操作和閉操作 8.4基本的形態(tài)學算法8.5MatLab函數

9第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第9頁!8.3開操作和閉操作閉操作（close）定義：B對A進行的閉操作就是先用B對A膨脹，然后用B對結果進行腐蝕表示：含義：的邊界通過B在A的邊界外轉動時，B中的點所能達到的A的邊界的最遠點等價表示：10第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第10頁!8.3開操作和閉操作例5:開操作與閉操作(a)有噪聲的圖像A(b)結構元素B(c)腐蝕圖像(d)A的開操作(e)開操作的膨脹(f)開操作的閉操作11第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第11頁!第8章形態(tài)學圖像處理

8.1基礎知識 8.2腐蝕和膨脹 8.3開操作和閉操作

8.4基本的形態(tài)學算法

8.5MatLab函數

12第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第12頁!8.4基本的形態(tài)學算法（1）邊界提取設集合A的邊界表示為

β(A)，選取結構元素B，先進行B對A腐蝕，而后用A減去腐蝕的結果。結構元素影響邊界圖像邊界外的像素值為013第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第13頁!8.4

基本的形態(tài)學算法（2）區(qū)域填充

給定區(qū)域內一點，可采用種子填充。設A表示圖像，含有的區(qū)域具有8連通的邊界點形態(tài)學方法填充：從區(qū)域邊界內一點p開始，將1賦給p作為灰度，按下列過程填充整個區(qū)域這里X0＝p，結構元素為B，結束條件Xk=Xk-1

對多個區(qū)域填充時，需要指定對應的初始點14第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第14頁!8.4基本的形態(tài)學算法（3）細化*注意：執(zhí)行一遍后，還要繼續(xù)細化，直到結果 不發(fā)生變化其中15第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第15頁!第8章形態(tài)學圖像處理

8.1基礎知識 8.2腐蝕和膨脹 8.3開操作和閉操作 8.4基本的形態(tài)學算法 8.5MatLab函數

16第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第16頁!8.5MatLab函數BW2=imerode(BW1,SE)實現二值圖像的腐蝕運算BW1為原始二值圖像，SE為結構元素，BW2為膨脹后的二值圖像例：BW1=imread('text.tif');%生成4*2的結構元素，每個元素值都為1SE=ones(4,2);BW2=imdilate(BW1,SE);BW3=imerode(BW2,SE);subplot(1,3,1),imshow(BW1);subplot(1,3,2),imshow(BW2);subplot(1,3,3),imshow(BW2);17第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第17頁!8.5MatLab函數BW2=bwmorph(BW1,operation)BW2=bwmorph(BW1,operation,n)例BW1=imread('circles.tif');imshow(BW1);BW2=bwmorph(BW1,'remove');BW3=bwmorph(BW1,'skel',Inf);figure,imshow(BW2)figure,imshow(BW3)18第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第18頁!作業(yè)8.1對下列圖像（X是圖像，B是結構元素）先腐蝕后膨脹處理，請畫出處理之后的圖像8.2對上圖像先膨脹后腐蝕處理，請畫出處理之后的圖像19第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第19頁!8.1基礎知識集合論中的幾個概念集合。用大寫字母表示，如A，B。集合中的內容表示為{.}。本課中元素為像素坐標。如：集合C是元素w的集合。而w是通過－1與集合D中的所有元素的兩個坐標相乘得到的。元素。用小寫字母表示，如a，b。集合和元素的關系：

20第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第20頁!8.1基礎知識例1:集合的基本運算21第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第21頁!8.1基礎知識二值圖像的邏輯運算ANDORNOT22第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第22頁!8.2腐蝕和膨脹膨脹（Dilation）A用B來膨脹寫作，定義為：過程：先對B做關于原點的映象，再將其映象平移x，結果是平移后與A交集不為空的x集合。理解：用B來膨脹A得到的集合是的位移與A至少有一個非零元素即有相交時B的原點位置的集合BAB稱為結構元素23第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第23頁!8.2腐蝕和膨脹腐蝕（erosion）A用B來腐蝕寫作，定義為：B移動后完全包含在A中時，B的原點位置的集合作用原點在結構元素（B）中，收縮圖像結構元素不包含原點時，可以用作填充內部空洞AB24第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第24頁!練習對下列圖像（X是圖像，B是結構元素）分別作膨脹和腐蝕處理，請畫出處理之后的圖像25第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第25頁!8.3開操作和閉操作開操作（opening）定義：B對A進行的開操作就是先用B對A腐蝕，然后用B對結果進行膨脹表示：含義：的邊界通過B在A的邊界內轉動時，B中的點所能達到的A的邊界的最遠點等價表示：26第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第26頁!8.3開操作和閉操作例427第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第27頁!8.3開操作和閉操作作用圖像的輪廓變得光滑開操作斷開狹窄的間斷和消除細的突出物閉操作消彌狹窄的間斷和長細的鴻溝，消除小的孔洞，并填補輪廓線中小的斷裂28第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第28頁!8.4基本的形態(tài)學算法處理圖像的類型：二值圖像主要應用提取對于描繪和表達形狀有用的圖像成分形狀：邊界、連通分量、凸殼和骨架等主要算法：提取邊界、區(qū)域填充、細化等說明：二值圖像中目標對象中的像素（值為1的像素）用陰影表示，否則顯示為白色29第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第29頁!8.4

基本的形態(tài)學算法例7：使用形態(tài)學處理提取邊界結構元素B邊界寬度是單像素30第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第30頁!8.4基本的形態(tài)學算法例8：31第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第31頁!8.4基本的形態(tài)學算法例9*：32第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第32頁!8.5MatLab函數BW2=imdilate(BW1,SE)實現二值圖像的膨脹運算BW1為原始二值圖像，SE為結構元素，BW2為膨脹后的二值圖像例：BW1=imread('text.tif');%生成4*2的結構元素，每個元素值都為1SE=ones(4,2);BW2=imdilate(BW1,SE);subplot(1,2,1),imshow(BW1);subplot(1,2,2),imshow(BW2);33第8章形態(tài)學圖像處理圖像學形態(tài)處理-計算機科學系共36頁，您現在瀏覽的是第33頁!8.5MatLab函數BW2=bwmorph(BW1,operation)BW2=bwmorph(BW1,operation,n)形態(tài)學運算族函數operation為指定的形態(tài)學運算‘remove’:去除內點，提取邊界，即如果像素的4鄰域都為1，則像素值為0‘skel’,n=Inf:提取物體的骨架。即去除物體外邊緣的點，