数字图像处理形态学图像处理.ppt
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1、数字图像处理 第09章 形态学图像处理,高振国 ,内容,预备知识,集合运算 二值图像 膨胀与腐蚀,结构元素的分解 膨胀与腐蚀的组合(例如开运算、闭运算、击中或击不中,使用查找表LUT技术编程) 标注连通分量,函数imlabel() 形态学重构(由重构做开运算,填充孔洞,清除边界对象) 灰度图像形态学 膨胀与腐蚀 开运算与闭运算 重构,引言,形态学 一词通常指生物学的一个分支,用于处理动物和植物的形状和结构。 数学形态学(mathematical morphology, MM) 是根据形态学概念发展而来具有严格数学理论基础的科学,并在图像处理和模式识别领域得到了成功应用。 除了通常作为一种抽取图
2、像中区域形状特征,如边界、骨骼和凸壳等,的工具外,也经常用于图像的预处理和后处理,如形态学滤波、细化和修剪等。,9.1预备知识,集合的运算,9.1预备知识,针对像素坐标集合的基本符号 集合B的映像 集合A的平移,9.2膨胀和腐蚀(二值图像),9.2.1膨胀 膨胀是二值图像中加长或变粗的操作,操作由一个称为结构元素的集合来控制。结构元素中必须明确指定原点 图像A用结构元素B膨胀,记作AB,其定义为:,9.2膨胀和腐蚀(二值图像),9.2.1膨胀,9.2膨胀和腐蚀(二值图像),9.2.1膨胀 例9.1,补全残缺文字,9.2膨胀和腐蚀(二值图像),9.2.2结构元素的分解 膨胀满足结合律,即A(BC
3、)= ABC 若结构元素B可以分解为B= B1B2,则用B对A膨胀 AB=A(B1B2)=AB1B2,后者计算效率更高,9.2膨胀和腐蚀(二值图像),9.2.3 matlab函数 函数Strel函数用于产生预定义结构元素矩阵信息 Se=strel(shape,parameters),9.2膨胀和腐蚀(二值图像),9.2.3 matlab函数 函数getsequence可分解结构元素 例9.2,分解结构元素,9.2膨胀和腐蚀(二值图像),9.2.4腐蚀 膨胀是二值图像中收缩或细化的操作,操作由一个称为结构元素的集合来控制。结构元素中必须明确指定原点 图像A用结构元素B膨胀,记作AB,其定义为:,
4、9.2膨胀和腐蚀(二值图像),9.2.4腐蚀,9.2膨胀和腐蚀(二值图像),9.2.4腐蚀 例9.3,去除细线,A = imread(ic.tif); se = strel(disk, 10); figure; subplot(2,2,1);imshow(A) title(原始图像) A2 = imerode(A, se); subplot(2,2,2);imshow(A2) title(使用结构元素disk(10)腐蚀后的图像) se = strel(disk, 5); A3 = imerode(A, se); subplot(2,2,3);imshow(A3) title(使用结构元素di
5、sk(5)腐蚀后的图像) A4 = imerode(A, strel(disk, 20); subplot(2,2,4);imshow(A4) title(使用结构元素disk(20)腐蚀后的图像),9.3膨胀和腐蚀的组合运算,开运算 图像A用结构元素B的开运算记作 开运算效果:平滑对象轮廓,断开狭窄的连接,取消细小的突出部分。 闭运算 图像A用结构元素B的闭运算记作 闭运算效果:将狭窄的缺口连接起来形成细长的弯口,并填充比结构小的孔洞。,9.3膨胀和腐蚀的组合运算,开运算和闭运算 开运算matlab函数,C=imopen(A,B) 闭运算matlab函数,C=imclose(A,B),9.3
6、膨胀和腐蚀的组合运算,开运算和闭运算 例9.4,函数imopen和imclose的使用,9.3膨胀和腐蚀的组合运算,开运算和闭运算 例9.4,指纹图像噪声去除,9.3膨胀和腐蚀的组合运算,9.3.2击中和(或)击不中变换 图像A用结构元素组B=(B1,B2)的击中击不中变换记作AB 该变换用于识别特定形状,9.3膨胀和腐蚀的组合运算,9.3.2击中和(或)击不中变换 图像A用结构元素组B=(B1,B2)的击中击不中变换记作AB 该变换用于识别特定形状,9.3膨胀和腐蚀的组合运算,9.3.2击中和(或)击不中变换 该变换的Matlab函数 C=bwhitmiss(A, B1,B2) 例9.5,定
7、位图像中对象的左上角像素,% 例9.5 bwhitmiss 击中或击不中变换 B1 = strel(0 0 0;0 1 1; 0 1 0); B2 = strel(1 1 1; 1 0 0;1 0 0); f = imread(corner.tif); figure; subplot(1,2,1);imshow(f) title(原始图像) g = bwhitmiss(f, B1, B2); subplot(1,2,2);imshow(g) title(使用结构元素组1击中击不中变换后的图像),9.3膨胀和腐蚀的组合运算,9.3.3击中和(或)击不中变换的编程 当结构元素较小时,使用查找表方式
8、运行较快。事先构造查找表LUT,其中记录各种可能邻域模式是否匹配。 为此需要为每种邻域模式定义一个编号,可另邻域各位权重如下。 工具箱两个相关函数,makelut(), applylut(),9.3膨胀和腐蚀的组合运算,9.3.3击中和(或)击不中变换的编程,9.3膨胀和腐蚀的组合运算,9.3.3击中和(或)击不中变换的编程 提取图像的端点,9.3膨胀和腐蚀的组合运算,9.3.3击中和(或)击不中变换的编程 例9.6,使用二值图像和查找表编写conway的生命游戏程序, test09_06.m,9.3膨胀和腐蚀的组合运算,9.3.4工具箱函数bwmorph,9.3膨胀和腐蚀的组合运算,9.3.
9、4工具箱函数bwmorph,test09_0601.m Bwmorph的使用,细化指纹 骨骼化,去除端点,9.4连通分量,基本概念 N4(p), ND(p), N8(p); 4邻接,8邻接; 4连接,8连接,9.4连通分量,标记连通分量的函数bwlabel L,num=bwlabel(f,conn);其中f是二进制图像,conn为4或8,表示考虑的连接类型,L标记矩阵,num连通分量数量,9.4连通分量,标记连通分量的函数bwlabel L,num=bwlabel(f,conn);其中f是二进制图像,conn为4或8,表示考虑的连接类型,L标记矩阵,num连通分量数量,f = imread(o
10、bjects.tif); L,n=bwlabel(f); r,c=find(L=3); rbar=mean(r); cbar=mean(c); imshow(f); hold on; for k=1:1:n, r,c=find(L=k); rbar=mean(r); cbar=mean(c); plot(cbar,rbar,Marker,o,MarkerEdgeColor,k,. MarkerFaceColor,k,MarkerSize,10); plot(cbar,rbar,Marker,*,MarkerFaceColor,w); end,9.5形态学重构,重构变换 重构变换涉及两幅图像和一
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