形態(tài)學(xué)圖像處理小結(jié)

一.形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)理解形態(tài)學(xué)圖像處理基本的運(yùn)算包括：二值腐蝕和膨脹、二值開(kāi)閉運(yùn)算、骨架抽取、極限腐蝕、擊中擊不中變換、形態(tài)學(xué)梯度、Top-hat變換、顆粒分析、流域變換、灰值腐蝕和膨脹、灰值開(kāi)閉運(yùn)算、灰值形態(tài)學(xué)梯度等。.膨脹與腐蝕最基本的形態(tài)學(xué)操作有二種：膨脹與腐蝕（Dilation與Erosion）。膨脹是在二值圖像中“加長(zhǎng)”和“變粗”的操作。這種方式和變粗的程度由一個(gè)結(jié)構(gòu)元素組成的集合來(lái)控制。腐蝕是“收縮”或“細(xì)化”二值圖像中的對(duì)象。同樣，收縮的方式和程度由一個(gè)結(jié)構(gòu)元素控制。腐蝕和膨脹是對(duì)白色部分（高亮部分）而言的，不是黑色部分。膨脹就是圖像中的高亮部分進(jìn)行膨脹，“領(lǐng)域擴(kuò)張”，效果圖擁有比原圖更大的高亮區(qū)域。腐蝕就是原圖中的高亮部分被腐蝕，“領(lǐng)域被蠶食”，效果圖擁有比原圖更小的高亮區(qū)域。常用的三種膨脹與腐蝕的組合：開(kāi)運(yùn)算、閉運(yùn)算、擊中或擊不中變換。（1）開(kāi)運(yùn)算和閉運(yùn)算：A被B的形態(tài)學(xué)開(kāi)運(yùn)算是A被B腐蝕后再用B來(lái)膨脹腐蝕結(jié)果。其幾何解釋為：B在A內(nèi)完全匹配的平移的并集。形態(tài)學(xué)開(kāi)運(yùn)算完全刪除了不能包含結(jié)構(gòu)元素的對(duì)象區(qū)域，平滑了對(duì)象的輪廓，斷開(kāi)了狹窄的連接，去掉了細(xì)小的突出部分；（2）閉運(yùn)算：A被B的形態(tài)學(xué)閉運(yùn)算是先膨脹再腐蝕的結(jié)果，其幾何解釋為：所有不與A重疊的B的平移的并集。形態(tài)學(xué)閉運(yùn)算會(huì)平滑對(duì)象的輪廓，與開(kāi)運(yùn)算不同的是，閉運(yùn)算一般會(huì)將狹窄的缺口連接起來(lái)形成細(xì)長(zhǎng)的彎口，并填充比結(jié)構(gòu)元素小的洞。（3）擊中擊不中變換：擊中與擊不中變換先對(duì)目標(biāo)圖像進(jìn)行目標(biāo)結(jié)構(gòu)元素的腐蝕操作；后對(duì)目標(biāo)圖像的對(duì)偶進(jìn)行背景結(jié)構(gòu)元素的腐蝕操作；最后取兩次結(jié)果的交集。.重構(gòu)重構(gòu)是一種涉及到兩幅圖像和一個(gè)結(jié)構(gòu)元素的形態(tài)學(xué)變換。一幅圖像，即標(biāo)記（marker）,是變換的開(kāi)始點(diǎn)。另一幅圖像是掩模（mask）,用來(lái)約束變換過(guò)程。結(jié)構(gòu)元素用于定義連接性。.灰度圖像形態(tài)學(xué)對(duì)于灰度圖像來(lái)說(shuō)，膨脹和腐蝕是以像素鄰域的最大值和最小值來(lái)定義的。膨脹和腐蝕可以組合使用，以獲得各種效果。例如，從膨脹后的圖像中減去腐蝕過(guò)的圖像可以產(chǎn)生一個(gè)“形態(tài)學(xué)梯度”，可以用來(lái)度量圖像局部灰度變化。開(kāi)運(yùn)算和閉運(yùn)算用于形態(tài)學(xué)平滑。由于開(kāi)運(yùn)算可以去除比結(jié)構(gòu)元素更小的明亮細(xì)節(jié)，閉運(yùn)算可以去除比結(jié)構(gòu)元素更小的暗色細(xì)節(jié)，所以它們經(jīng)常組合在一起用來(lái)平滑圖像并去除噪聲。形態(tài)學(xué)圖像處理方法構(gòu)成了一組提取圖像特征的有力工具。針對(duì)二值圖像和灰度圖像的腐蝕、膨脹和重構(gòu)的基本操作可以組合使用，以完成非常寬泛的處理任務(wù)。.本部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果Histoncalry,certaincomputerprcqratns抑電"Histoncalry,certaincomputerprcqratns抑電"ewrittenusingonytwo喈9什sratherthnnurtociefJrc?ineapplicableyejr.Accufilinyfy.theGompany'ssoftwaremyrecognizea(fat?using"Q0"351900ratherEhantheyudr?onc.Historically,certaincomputerprogramswerewrjttehusingonlytwod；gftsratherthanfourtndeHnetheapplicableYe8r.Accordingly,thqcompany'ssoftwaremayrecognize?d?teusing"00?as1900ratherthantheyesr2000.圖1(a)包括殘缺文本的輸入圖像(b)膨脹后的圖像圖1(a)包括殘缺文本的輸入圖像(b)膨脹后的圖像(a)(b)(c)(d)圖2(a)原圖像；(b)用半徑為10的圓盤(pán)腐蝕后的圖像；(c)用半徑為5的圓盤(pán)腐蝕后的圖像;用半徑為20的圓盤(pán)腐蝕后的圖像圖3（a）原圖像；（b）開(kāi)運(yùn)算后的圖像；（c）閉運(yùn)算后的圖像；（d）圖像（b）經(jīng)閉運(yùn)算后的結(jié)果(a)(b)(c)(d)(e)(f)圖4（a）帶有雜散點(diǎn)的指紋圖像；（b）經(jīng)開(kāi)運(yùn)算后的圖像；（c）經(jīng)開(kāi)運(yùn)算后再做閉運(yùn)算所得到的圖像（d）X寸（c）細(xì)化一次后的圖像；（e）X^（可細(xì)化兩次后的圖像；⑴X^（c）細(xì)化到穩(wěn)定狀態(tài)的圖像；

J圖5（a）骨頭圖像；（b）使用bwmorph得到的骨骼圖6（a）包含10個(gè)物體的圖像（b）疊置在相應(yīng)連接分量上的質(zhì)心（白色星號(hào)）(b)portntKorbrokenconnectionparts,[hereisnopoiJtimipaitthelevelofdetailrequiredtoidentifychoseScgmcntalk'nofnunlrivialimagesisoneofth。tnc|prixxwn￡,Se^menutunaccuracydetenninesihcs,cfccmfiutcrzcdanahiisprtxedures.ForthisTeasonj艮t^kentoimproveIliepnikibiliKofru^ed^m^nt如由泗indisiriali^spevlicn即pli島而依allens:sumetheenvironmentispossible射timJ圖5（a）骨頭圖像；（b）使用bwmorph得到的骨骼圖6（a）包含10個(gè)物體的圖像（b）疊置在相應(yīng)連接分量上的質(zhì)心（白色星號(hào)）(b)IIII|Ptbk1；PthnP111Il1IIIIrpUh11fdiIMdtdtfthHill1111f11fthI??11IIpiidtih1IIfP1d]PdFih111|1|1111111b(ktPihPbbllfdt11hdt1P1閘TtlI11|IIH1?hlPhlHThPd1II|1IIII1dhJPdbltlt1(a)戶眥uts利lirtkenc*nntcti*nThereisinp疝b?i型中加level?fdmi：華uir“『dmtify由?始如毗川疝a?fn*irri虱欣￡邙i?tneifthemBrec^sui|.■力iccuracyJelcrntinesthfrev“”叫u次「加d卻分瓶pTMtdur版Rhlmreastn.(ktakato也即式訴&小地.fni呼.咿皿眥h然industrijli常西山厚plgli?瑞拉I例］stnuthccnvinnmeiitisjxw<ihkJlimcKThcexperience!Mif配rinanubh口陰一小配詞［『?。葚癕lcmi，nl**ixponenisorbruJtenconiit'ctiOii旭由《ITiercisnopoitionpasttheleveloftoilrequiredtoidentify(hoseScgm皿&向iicfxionlrivia］imagesisoneofthemoprocessingSeeititntHionaccuraldHermine、由egofcompul汨居danalysisproccduKiForthisreason,heDkcntoimprovethepTohabiliryofrue^edsegmentw±asiodustrialinbpccLionapplicaiicin^atkaslsumediecnvironmcntispossibleattimcs.Theexperienceddesigns舊1打舊卜卜p,0口用疝k「油Itatk'nliu口msuc(f)(f)(e)圖7形態(tài)學(xué)重構(gòu)：（a）原圖像；（b）使用豎線腐蝕后的圖像；（c）使用豎線做開(kāi)運(yùn)算后的結(jié)果；（d）使用豎線由重構(gòu)做開(kāi)運(yùn)算后的結(jié)果；（e）填充的孔洞；（f）刪除邊界字符后的圖像圖8膨脹和腐蝕：（a）原圖像；（b）膨脹后的圖像；（c）腐蝕后的圖像；（d）形態(tài)學(xué)梯度(d)(c)(d)圖9使用開(kāi)運(yùn)算和閉運(yùn)算進(jìn)行平滑：（a）木暗釘?shù)脑瓐D像；（b）使用半徑為5的圓盤(pán)執(zhí)行開(kāi)運(yùn)算后圖像;

（c）經(jīng)開(kāi)運(yùn)算再經(jīng)閉運(yùn)算后的圖像；（d）交替順序?yàn)V波后的圖像

(c)(d)(e)(c)(d)(f)(a)(b)圖10頂帽變換：（a）原圖像；（b）經(jīng)閾值處理后的圖像；（c）經(jīng)開(kāi)運(yùn)算后的圖像；（d）頂帽變換;

（e）經(jīng)閾值處理后的頂帽變換圖像（f）使用頂帽變換和底帽變換增強(qiáng)對(duì)比度

(f)(a)(b)TOC\o"1-5"\h\z(c)(d)z+if療'LOG戶LNi◎T。XEQiz-￡+tic箕*嚙工LOGLNGT。XEQCCiuiF^EXSTORCLITR*慢ASINSIHAEOScosiATANTAN?CtJMFLEliSTOHCLITR*ASNSNcosATMiauphaiENTER'XxiyMODESCUSPCLEAR?iALPHALENTER.ASTXMODES*/-DSPECLEARSSIAISCXVEfi71dfHl81RAATRLK910T*T二1wBSTA的LVZ障7門(mén)*8MATftK9STAT曹S&TTb4COhveAit51.IFL