形態(tài)學(xué)圖像處理ppt課件(參考版)
2025-05-02 01:38本頁(yè)面
【正文】 原理： 開(kāi)操作對(duì)輸入圖像中包含有與結(jié)構(gòu)元素尺度相似的粒子的區(qū)域影響最大。先看下面一幅主要由三中不同大小粒子組成的圖像（圖 a）： 思路與步驟 ? 考慮到粒子亮度比圖像背景亮度高，先用尺寸漸漸在增加的結(jié)果元素對(duì)圖像進(jìn)行開(kāi)運(yùn)算； ? 當(dāng)每通過(guò)一次開(kāi)運(yùn)算時(shí)，把原圖像與結(jié)果圖像相減得到差圖像。 ? 簡(jiǎn)單的閾值操作就產(chǎn)生上頁(yè)圖 (b)的邊界。 ? 用大于大球間距離的結(jié)構(gòu)元素對(duì)上述結(jié)果做開(kāi)運(yùn)算，此時(shí)圖像右邊的背景區(qū)域（相當(dāng)于亮細(xì)節(jié)）被消除，致使圖像右邊全成了黑色。 實(shí)例： 紋理分割 先看處理任務(wù)：分開(kāi)下圖 (a)中由不同大小圓球組成的兩個(gè)紋理區(qū)域。 實(shí)例： Tophat 變換 ()g f f b??定義： 其名字的來(lái)自于這樣一種結(jié)構(gòu)元素：具有平頂 (flat top) 的圓柱形或平行六面體形的結(jié)構(gòu)。 開(kāi)、閉運(yùn)算應(yīng)用實(shí)例 注意：圖 (a)中小的亮細(xì)節(jié)的尺寸減小，而對(duì)暗的灰度沒(méi)有影響； 圖 (b)中的小的暗細(xì)節(jié)尺寸減小，而對(duì)亮特征沒(méi)什么效果。因?yàn)殚_(kāi)始的膨脹操作消除暗細(xì)節(jié)的同時(shí)也使圖像變亮，所以后面的腐蝕過(guò)程使圖像變暗，但不會(huì)再引入被去除的細(xì)節(jié)。因?yàn)殚_(kāi)始的腐蝕操作消除小的亮細(xì)節(jié)的同時(shí)也使圖像變暗，所以后面的膨脹過(guò)程用于增加圖像的整個(gè)強(qiáng)度，但不會(huì)再引入被去除的細(xì)節(jié)。因?yàn)殚_(kāi)始的腐蝕操作消除小細(xì)節(jié)的同時(shí)也使圖像變暗，所以后面的膨脹過(guò)程用于增加圖像的整個(gè)強(qiáng)度，但不會(huì)再引入被去除的細(xì)節(jié)。fbf b s f s x b x s x D x D? ? ? ? ? ?$灰度腐蝕的效果： ?如果所有的結(jié)構(gòu)元素的值是正的，則輸出圖像比輸入圖像更暗； ? 在比結(jié)構(gòu)元素還小的區(qū)域中的亮細(xì)節(jié)效果將減弱，其程度依賴于環(huán)繞亮細(xì)節(jié)的灰度值，及結(jié)構(gòu)元素的形狀和幅度值。 灰度腐蝕 ? ?( ) ( , ) m i n ( , ) ( , ) ( ) , ( ) 。 另外此圖中移動(dòng)的是 b而不是定義中的 f， 但結(jié)果是一樣的 ， 因?yàn)榕蛎涍\(yùn)算滿足交換律 。 ( , )fbf b s t f s x t y b x y s x t y D x y D? ? ? ? ? ? ? ? ?灰度膨脹的效果： ?如果所有的結(jié)構(gòu)元素的值是正的，則輸出圖像比輸入圖像更亮； ? 暗的細(xì)節(jié)可被減少或消除，其程度依賴于這些暗細(xì)節(jié)的值和形狀與結(jié)構(gòu)元素間的關(guān)系。 f和 b取實(shí)數(shù)或整數(shù)。（其原理及具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程見(jiàn) p546，留待自學(xué)） 二值圖形形態(tài)學(xué)算法總結(jié) 五種基本的結(jié)構(gòu)元素類型： 形態(tài)學(xué)算法用于灰階圖像處理 ? 灰度膨脹 ? 灰度腐蝕 ? 灰度開(kāi)和閉運(yùn)算 ? 灰度形態(tài)學(xué)處理應(yīng)用 灰度膨脹 ? ?( ) ( ) m a x ( ) ( ) ( ) 。反過(guò)來(lái)， A可以從這些子集重建。 粗化算法過(guò)程圖例說(shuō)明 骨架提取算法 先觀察一個(gè)集合的骨架 0( ) ( ) ,( ) ( ) ( )KiiiS A S AS A A i B A i B B????其 中 ： $$()A iB$某個(gè)集合 A的骨架記為 S(A)，其可用腐蝕和開(kāi)運(yùn)算來(lái)表達(dá)： 表示連續(xù)進(jìn)行 i 次腐蝕， K是集 A被腐蝕為空集前的最大迭 代次數(shù)。但這種方式會(huì)產(chǎn)生不連續(xù)點(diǎn)，因此必須進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的后處理來(lái)去掉不連續(xù)的點(diǎn)。 細(xì)化過(guò)程演示（教材原圖有誤，矯正后見(jiàn)下圖） 原圖的標(biāo)題按如下說(shuō)明更正： 粗化算法 ()A B A A B?? 粗化算法是細(xì)化算法的對(duì)偶： 與細(xì)化算法類似，粗化算法也可用下面的序列操作方式： 12{ } ( ( ( ( ) ) ) )nA B A B B B?其中所使用的結(jié)構(gòu)元素序列與細(xì)化算法一樣，并把所有的 1和 0互換。 對(duì)所有結(jié)果元素操作一遍后，如果每收斂，再依次對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)元素重復(fù)進(jìn)行運(yùn)算，直至沒(méi)有變化為止。上述結(jié)果經(jīng)過(guò)此限制后的凸殼如下。 上述方法的一個(gè)明顯的不足是凸殼可能在 A基礎(chǔ)上生成的保證凸殼凸性所需的最小尺寸。凸缺 /殼 主要用于對(duì)象的描述。 凸殼： 任意集合 S的凸殼 H（表示成 C(S)）指的是包含 S的最小凸集。 結(jié)構(gòu)元素的形狀是根據(jù)象素 8連接性的定義而來(lái)的 。 區(qū)域填充過(guò)程圖示 區(qū)域填充應(yīng)用實(shí)例： 消除球體二值掃描圖像中心由于光放射造成的中心黑色區(qū)域 連接成分提取 連接分量提
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