圖像形態(tài)學(xué)處理.ppt

1、,圖像的形態(tài)處理學(xué),2、腐蝕與腐蝕,3、開運(yùn)算與閉運(yùn)算,4、細(xì)化,1、基本概念,基本概念,形態(tài)學(xué)運(yùn)算是針對(duì)二值圖像，依據(jù)數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)集合論方法發(fā)展起來(lái)的圖像方法。 主要用途：獲取物體拓?fù)浜徒Y(jié)構(gòu)信息，通過(guò)物體與元素結(jié)構(gòu)的相互作用，從而獲取到物體更本質(zhì)的形態(tài)。 最常見的形態(tài)學(xué)運(yùn)算有7種，分別為：腐蝕、膨脹、開運(yùn)算、閉運(yùn)算、擊中、細(xì)化和銳化。,元素和集合,交集、并集和補(bǔ)集,包含、擊中與擊不中,目標(biāo)和結(jié)構(gòu)元素,1、元素和集合 在數(shù)學(xué)圖像處理的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)運(yùn)算中，把一幅圖像稱為一個(gè)集合。 對(duì)于一幅圖像A，如果點(diǎn)a在A的區(qū)域內(nèi)，就說(shuō)a是A的元素，記aA。,2、交集、并集和補(bǔ)集 交集：兩個(gè)圖像集合A和B的公共點(diǎn)

2、構(gòu)成的集 合，記為AB。 并集：兩個(gè)圖像集合A和B的公共元素構(gòu)成的 集合，記為AB。 補(bǔ)集：圖像A區(qū)域以外的所有點(diǎn)構(gòu)成的集合， 記為A。,3、包含、擊中和擊不中,包含 擊中 擊不中,4、目標(biāo)和結(jié)構(gòu)元素 將被考察或被處理的圖像稱為目標(biāo)圖像(X)。 在考察目標(biāo)圖像各部分之間的關(guān)系時(shí)，需設(shè)計(jì)一種收集信息的“探針”，稱為“結(jié)構(gòu)元素”(S)。 在圖像中不斷移動(dòng)結(jié)構(gòu)元素，就可以考察圖像各部分之間的關(guān)系。,腐蝕與膨脹,圖像腐蝕(Erosion),集合B平移x后仍在集合A中的結(jié)構(gòu)元素參考點(diǎn)的集合，即用B腐蝕A得到的集合是B完全包括在集合A中時(shí)B的參考點(diǎn)位置的集合。,開始腐蝕,A,腐蝕過(guò)程演示,B,A,腐蝕的作

3、用,原圖,腐蝕后結(jié)果,去除圖形表面像素，將圖形逐步縮小，以達(dá)到消去點(diǎn)狀圖形的效果，這樣的處理稱為收縮，也可稱為腐蝕。,圖像膨脹（Dilation）,集合B平移x后仍在集合A中的結(jié)構(gòu)元素參考點(diǎn)的集合，即用B腐蝕A得到的集合是B完全包括在集合A中時(shí)B的參考點(diǎn)位置的集合。,A,B,開始膨脹,膨脹過(guò)程演示,膨脹的作用,將裂縫橋接起來(lái)：,效果展示：,膨脹結(jié)果,原 圖,腐蝕結(jié)果,膨脹和腐蝕運(yùn)算的性質(zhì),一、對(duì)偶關(guān)系： 二、膨脹運(yùn)算具有互換性（腐蝕沒有）： 三、膨脹和腐蝕具有組合性： 四、膨脹和腐蝕運(yùn)算不具有同前性：,開運(yùn)算與閉運(yùn)算,形態(tài)學(xué),開運(yùn)算(Opening) 定義：先膨脹后腐蝕,形態(tài)學(xué),開運(yùn)算(Ope

4、ning) 目的： 消除小物體； 在纖細(xì)點(diǎn)處分離物體； 平滑較大物體的邊界的同時(shí)并不明顯改變其面積。,形態(tài)學(xué),開運(yùn)算(Opening) 處理效果： 原圖 開處理,形態(tài)學(xué),閉運(yùn)算(Opening) 定義：先腐蝕后膨脹,形態(tài)學(xué),閉運(yùn)算(Opening) 目的： 填充物體內(nèi)細(xì)小空洞； 連接鄰近物體； 平滑其邊界的同時(shí)并不明顯改變其面積。,形態(tài)學(xué),開運(yùn)算(Opening) 處理效果： 原圖,閉處理,細(xì)化,圖像的細(xì)化：主要針對(duì)二值圖而言 骨架：可以理解為圖像的中軸 長(zhǎng)方形的骨架是它的長(zhǎng)方向上的中軸線 圓的骨架是它的圓心， 直線的骨架是它自身， 孤立點(diǎn)的骨架也是自身。,細(xì)化(thinning),1、基于烈

5、火模擬 設(shè)想在同一時(shí)刻，將目標(biāo)的邊緣線都點(diǎn)燃，火的前沿以勻速向內(nèi)部蔓延，當(dāng)前沿相交時(shí)火焰熄滅，火焰熄滅點(diǎn)的結(jié)合就是骨架。,斜四邊形代表需要細(xì)化的圖形邊緣，灰線是烈火燃燒后邊沿碰到的地方。,細(xì)化(thinning),2、基于最大圓盤 目標(biāo)的骨架是由目標(biāo)內(nèi)所有內(nèi)切圓盤的圓心組成,細(xì)化(thinning),刪除原則： (1)內(nèi)部點(diǎn)不能刪除； (2)孤立點(diǎn)不能刪除； (3)直線端點(diǎn)不能刪除； (4)如果P是邊界點(diǎn)，去掉P后，如果連通分量不增加，則P可以刪除。,第一個(gè)點(diǎn)不能去除，因?yàn)樗莾?nèi)部點(diǎn) 第二個(gè)點(diǎn)不能去除，它也是內(nèi)部點(diǎn) 第三個(gè)點(diǎn)不能去除，刪除后會(huì)使原來(lái)相連的部分?jǐn)嚅_ 第四個(gè)點(diǎn)可以去除，這個(gè)點(diǎn)不是骨架 第五個(gè)點(diǎn)不可以去除，它是直線的端點(diǎn) 第六個(gè)點(diǎn)不可以去除，它是直線的端點(diǎn),過(guò)程詳解： P1為當(dāng)前點(diǎn)，若是其本身及其周圍八領(lǐng)域或四領(lǐng)域全為黑則是