《形态学图像处理》PPT课件.ppt

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1、第6章 形态学图像处理内容提纲:1.数学形态学的发展历史及基本概念2.数学基础3.形态学基本运算4.二值形态学图像处理基本操作5.灰阶图像形态学处理基本操作6.形态学图像处理基本应用7.总结6.1 数学形态学历史及基本概念l形态学形态学：通常指生物学中对动植物的形状和结果进通常指生物学中对动植物的形状和结果进行处理的一个分支。行处理的一个分支。l数学形态学数学形态学(mathematical morphology,MM)：是是根据形态学概念发展而来具有严格数学理论基础的科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。学，并在图像处理和模式识别领域得

2、到了成功应用。基本思想基本思想是：用具有一定形态的结构元素形态的结构元素去度量和提取图像中的对应形状以达到对图像分析和识别的目的u形态学图像处理表表现为一种一种邻域运算形式域运算形式；u一种特殊定义的邻域称之为“结构元素”（Structure Element），在每个像素位置上它与二值图像对应的区域进行特定的逻辑运算运算，逻辑运算的结果为输出图像的相应像素。u形态学运算的效果取决于结构元素构元素的大小、内容以及逻辑运算的性质。用途用途是：简化图像数据，保持它们基本的形状特性，并除去不相干的结构基本的运算基本的运算包括：二值腐蚀和膨胀、二值开闭运算发展历史（1）uu6060年代：孕育和形成年代：

3、孕育和形成年代：孕育和形成年代：孕育和形成1964诞诞生生，法法国国学学者者Serra对对铁铁矿矿石石的的岩岩相相进进行行定定量量分分析析，以以预预测测特特矿矿石石的的可可轧轧性性。同同时时，Matheron研研究究了了多多孔孔介介质质的的几几何何结结构构、渗渗透透性性及及二二者者的的关关系系，二二者者的的研研究究直直接接导导致致数数学学形形态态学学雏雏形形的的形形成成。1966年年命命名名Mathematical Morphology。1968年年在在法法国成立枫丹白露国成立枫丹白露(Fontainebleau)数学形态学研究中心。数学形态学研究中心。uu7070年代：年代：年代：年代：19

4、73年年，Mathron的的随随机机集集和和积积分分几几何何为为数数学学形形态态学学奠奠定定了基础。了基础。发展历史（2）uu8080年代：年代：年代：年代：1982 1982 由由由由 SerraSerra主主主主 编编编编 完完完完 成成成成 的的的的 Image Image Analysis Analysis and and Mathematical Mathematical MorphologyMorphology是是是是里里里里程程程程碑碑碑碑，表表表表明明明明数数数数学学学学形形形形态态态态学学学学在在在在理理理理论论论论上上上上已已已已趋趋趋趋于于于于完完完完备备备备。此此此此后

5、后后后，该该该该书书书书的的的的第第第第二二二二版版版版和和和和第第第第三三三三版版版版相相相相继继继继出出出出版版版版。19861986，CVGIPCVGIP（computer computer vision vision graphics graphics and and image image processing)processing)发发发发表表表表了了了了MMMM专专专专辑辑辑辑，使使使使MMMM的的的的研研研研究呈现新景象。提出基于究呈现新景象。提出基于究呈现新景象。提出基于究呈现新景象。提出基于MMMM的纹理分析模型系列。的纹理分析模型系列。的纹理分析模型系列。的纹理分析模型系

6、列。uu9090年代至今：年代至今：年代至今：年代至今：在模式识别，编码，运动分析，运动景物描述、放射医学、工业控在模式识别，编码，运动分析，运动景物描述、放射医学、工业控在模式识别，编码，运动分析，运动景物描述、放射医学、工业控在模式识别，编码，运动分析，运动景物描述、放射医学、工业控制等方面取得进展，及用于数值函数的形态学算子开发等。制等方面取得进展，及用于数值函数的形态学算子开发等。制等方面取得进展，及用于数值函数的形态学算子开发等。制等方面取得进展，及用于数值函数的形态学算子开发等。“如果证明，在某些时候，形态学方法比其他方法在模式识别方面如果证明，在某些时候，形态学方法比其他方法在模

7、式识别方面如果证明，在某些时候，形态学方法比其他方法在模式识别方面如果证明，在某些时候，形态学方法比其他方法在模式识别方面更有效，那是因为它更好地把握了景物的几何特点，仅此而已更有效，那是因为它更好地把握了景物的几何特点，仅此而已更有效，那是因为它更好地把握了景物的几何特点，仅此而已更有效，那是因为它更好地把握了景物的几何特点，仅此而已”Serra Serra 在把握自然景物含义，人类思维的符号描述方面显得不够有力，有在把握自然景物含义，人类思维的符号描述方面显得不够有力，有在把握自然景物含义，人类思维的符号描述方面显得不够有力，有在把握自然景物含义，人类思维的符号描述方面显得不够有力，有待发

8、展。待发展。待发展。待发展。形态学图像分析的优点MMMM方法比其他空域或频域图像处理方法有一些明显的优势：方法比其他空域或频域图像处理方法有一些明显的优势：方法比其他空域或频域图像处理方法有一些明显的优势：方法比其他空域或频域图像处理方法有一些明显的优势：在在在在恢复处理恢复处理恢复处理恢复处理中，形态滤波可借助先验的几何特征信息，利用中，形态滤波可借助先验的几何特征信息，利用中，形态滤波可借助先验的几何特征信息，利用中，形态滤波可借助先验的几何特征信息，利用形态学算子有效滤除噪声，又可保留图像的原有信息；形态学算子有效滤除噪声，又可保留图像的原有信息；形态学算子有效滤除噪声，又可保留图像的原

9、有信息；形态学算子有效滤除噪声，又可保留图像的原有信息；MMMM算法易于用算法易于用算法易于用算法易于用并行处理并行处理并行处理并行处理方法有效实现，且硬件实现容易；方法有效实现，且硬件实现容易；方法有效实现，且硬件实现容易；方法有效实现，且硬件实现容易；基于基于基于基于MMMM的边缘信息提取由于基于的边缘信息提取由于基于的边缘信息提取由于基于的边缘信息提取由于基于微分微分微分微分的提取算法，也不象的提取算法，也不象的提取算法，也不象的提取算法，也不象微分算法对噪声那样敏感，同时微分算法对噪声那样敏感，同时微分算法对噪声那样敏感，同时微分算法对噪声那样敏感，同时提取的边缘较光滑提取的边缘较光滑

10、提取的边缘较光滑提取的边缘较光滑；基于基于基于基于MMMM方法提取的方法提取的方法提取的方法提取的图像骨架较连续，断点少图像骨架较连续，断点少图像骨架较连续，断点少图像骨架较连续，断点少。6.2 数学基础l 集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：属于、不属于、空集属于、不属于、空集属于、不属于、空集属于、不属于、空集令令令令A A是是是是Z Z2 2中的一个集合，如果中的一个集合，如果中的一个集合，如果中的一个集合，如果a a是其中的一个元素，称是其中的一个元素，称是其中的一个元素，称是其中的一个元素，称a a属于属于属于属于A A，并，并，并

11、，并记作：记作：记作：记作：a a A,A,否则，称否则，称否则，称否则，称a a不属于不属于不属于不属于A A，记为：，记为：，记为：，记为：a a A A，如，如，如，如A A中没有任何中没有任何中没有任何中没有任何元素，称元素，称元素，称元素，称A A为空集：为空集：为空集：为空集：子集、并集、交集子集、并集、交集子集、并集、交集子集、并集、交集A A B,C=A B,C=A B,C=A B,C=A B B不相连（互斥）、补集、差集不相连（互斥）、补集、差集不相连（互斥）、补集、差集不相连（互斥）、补集、差集A A B=B=,Ac=,Ac=a|a|a a A,A B=A,A B=c|c|

12、c c A,c A,c B =A B =A B Bc c(1)(1)属于、不属于、空集属于、不属于、空集属于、不属于、空集属于、不属于、空集 l 集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：令令令令A A A A是是是是Z Z Z Z2 2 2 2中的一个集合，如果中的一个集合，如果中的一个集合，如果中的一个集合，如果a a a a是其中的一个元素，是其中的一个元素，是其中的一个元素，是其中的一个元素，称称称称a a a a属于属于属于属于A A A A，并记作：，并记作：，并记作：，并记作：a a a a A,A,A,A,否则，称否则，称否则，称否

13、则，称a a a a不属于不属于不属于不属于A A A A，记为：记为：记为：记为：a a a a A A A A，如，如，如，如A A A A中没有任何元素，称中没有任何元素，称中没有任何元素，称中没有任何元素，称A A A A为空集：为空集：为空集：为空集：集合的并l 集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：(2)(2)子集、并集子集、并集子集、并集子集、并集A A B,C=A B,C=A B B集合的交 l 集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：(3)(3)交集交集交集交集C=A C=A B

14、 B集合的补 l 集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：(4)(4)不相连（互斥）、补集不相连（互斥）、补集不相连（互斥）、补集不相连（互斥）、补集A A B=B=,Ac=,Ac=a|a|a a A,A,集合的差(5)(5)差集差集差集差集A B=A B=c|c|c c A,c A,c B =A B =A B Bc cl 集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：集合关系的图形表示并、交、补、减并、交、补、减并、交、补、减并、交、补、减2023/1/1116二值图像的逻辑运算(5)(5)(5)(5)

15、集合的反射集合的反射集合的反射集合的反射 由集合由集合由集合由集合A A A A中所有元素中所有元素中所有元素中所有元素相对于原点的反射元素相对于原点的反射元素相对于原点的反射元素相对于原点的反射元素组成的集组成的集组成的集组成的集合称为集合合称为集合合称为集合合称为集合A A A A的反射，记为的反射，记为的反射，记为的反射，记为 。其中，其中，其中，其中，x x x x表示集合表示集合表示集合表示集合A A A A中的中的中的中的元素元素元素元素a a a a对应的反射元素。对应的反射元素。对应的反射元素。对应的反射元素。集合的反射图示 l 集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：集合

16、论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：(6)(6)(6)(6)集合的平移集合的平移集合的平移集合的平移 由集合由集合由集合由集合A A A A中所有元素平移中所有元素平移中所有元素平移中所有元素平移y=(yy=(yy=(yy=(y1 1 1 1，y y y y2 2 2 2)后组成的元素集后组成的元素集后组成的元素集后组成的元素集合称为集合合称为集合合称为集合合称为集合A A A A的平移，记为的平移，记为的平移，记为的平移，记为 。其中，其中，其中，其中，x x x x表示集合表示集合表示集合表示集合A A A A中的元素中的元素中的元素中的元素a a a a平移平移平移平移y y y y

17、后形成的元素。后形成的元素。后形成的元素。后形成的元素。集合的平移图示 l 集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：集合论的一些基本概念：移位、反射移位、反射移位、反射移位、反射反射（相对某个中心点）反射（相对某个中心点）反射（相对某个中心点）反射（相对某个中心点）移位（相对原点）移位（相对原点）移位（相对原点）移位（相对原点）l 二值图像中的基本逻辑操作二值图像中的基本逻辑操作二值图像中的基本逻辑操作二值图像中的基本逻辑操作三种最基本的逻辑运算（功能完整的）：与、或、非（补）三种最基本的逻辑运算（功能完整的）：与、或、非（补）三种最基本的逻辑运算（功能完整的）：与、

18、或、非（补）三种最基本的逻辑运算（功能完整的）：与、或、非（补）尽管逻辑操作与集合操作间存在一一对应的关系，但逻辑操作只尽管逻辑操作与集合操作间存在一一对应的关系，但逻辑操作只尽管逻辑操作与集合操作间存在一一对应的关系，但逻辑操作只尽管逻辑操作与集合操作间存在一一对应的关系，但逻辑操作只是针对二值图像。是针对二值图像。是针对二值图像。是针对二值图像。逻逻逻逻辑辑辑辑操操操操作作作作图图图图形形形形表表表表示示示示6.3 二值形态学基本运算膨胀膨胀 (dilation)(dilation)腐蚀腐蚀 (erosion)(erosion)开和闭开和闭 (opening and closing)(op

19、ening and closing)击中与否变换击中与否变换 (hit-or-miss)(hit-or-miss)2023/1/11(1)膨胀 Dilation膨胀：使图像扩大膨胀：使图像扩大A A用用B B来膨胀写作来膨胀写作 ，定义为：上式表示：B B的反射进行平移的反射进行平移与A A的交集不能为空B的反射：B相对于自身的映像对B的反射进行移位，以便它能滑过集合（图像）A含义含义:每当结构元素每当结构元素 在目标图像在目标图像A A上平移后，结构元素上平移后，结构元素 与其覆盖的子图像中与其覆盖的子图像中至少有一个元素相交至少有一个元素相交时，就将目标时，就将目标图像中与结构元素图像中与

20、结构元素 的原点对应的那个位置的像素值的原点对应的那个位置的像素值置为置为“1”1”，否则置为，否则置为0 0。注意：注意：注意：注意：（1 1 1 1）当结构元素中原点位置的值是当结构元素中原点位置的值是0 0时，仍把它看作是时，仍把它看作是0 0；而不再把它看作是；而不再把它看作是1 1。（2 2）当结构元素在目标图像上平移时，允许结构元素当结构元素在目标图像上平移时，允许结构元素中的非原点像素超出目标图像范围。中的非原点像素超出目标图像范围。1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 1 2 1 2 1 1 2 1 1 2 1 1 2 1 1 1 1 1 1 （a）目标图像A

21、（b）结构元素B（c）结构元素（d）膨胀运算结果图像 举例：举例：举例：举例：结构元素形状对膨胀运算结果的影响结构元素形状对膨胀运算结果的影响结构元素形状对膨胀运算结果的影响结构元素形状对膨胀运算结果的影响 当目标图像不变，但所给的结构元素的形状改变当目标图像不变，但所给的结构元素的形状改变当目标图像不变，但所给的结构元素的形状改变当目标图像不变，但所给的结构元素的形状改变时；或结构元素的形状不变，而其原点位置改变时，时；或结构元素的形状不变，而其原点位置改变时，时；或结构元素的形状不变，而其原点位置改变时，时；或结构元素的形状不变，而其原点位置改变时，膨胀运算的结果会发生改变。膨胀运算的结果

22、会发生改变。膨胀运算的结果会发生改变。膨胀运算的结果会发生改变。1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 2 1 2 1 1 2 1 1 2 1 1 2 1 1 1 1 （a）目标图像A（b）结构元素B（c）结构元素（d）膨胀运算结果图像 下面给出的是与上图的下面给出的是与上图的目标图像相同但结构元目标图像相同但结构元素不同时，膨胀运算结素不同时，膨胀运算结果不同的例子。果不同的例子。1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 2 0 2 0 2 2 1 2 2 1 0 2 2 2 2 1 0 2 1 1 2 2 2 1 1 1 1 1 1 （a）目标图像A（b）结构元素B（

23、c）结构元素（d）膨胀运算结果图像 下面给出的是与上图的目标下面给出的是与上图的目标图像相同，但仅结构元素的图像相同，但仅结构元素的原点位置改变时原点位置改变时 ，膨胀运，膨胀运算结果不同的例子。算结果不同的例子。1 1 1 1利用膨胀运算将相邻的物体连接起来利用膨胀运算将相邻的物体连接起来 1 1 1 1利用膨胀运算填充目标区域中的小孔利用膨胀运算填充目标区域中的小孔 2023/1/1131312023/1/1132(1)膨胀 Dilation2023/1/1133(2)腐蚀 erosion腐蚀：使图像缩小腐蚀：使图像缩小A用B来腐蚀写作 ，定义为：B B移动后完全包含在移动后完全包含在A

24、A中时中时，B B的原点位置的集合的原点位置的集合含义：每当在目标每当在目标图像图像A A中找到一个与结构元素中找到一个与结构元素B B相同相同的子的子图像时，就把该子图像中与图像时，就把该子图像中与B B的原点位置对应的那个的原点位置对应的那个像素位置标注为像素位置标注为1 1，图像，图像A A上标注出的所有这样的像上标注出的所有这样的像素组成的集合，即为腐蚀运算的结果。素组成的集合，即为腐蚀运算的结果。腐蚀运算的腐蚀运算的实质实质就是在目标图像中就是在目标图像中标出标出那些与结构那些与结构元素相同的子图像的元素相同的子图像的原点位置的像素原点位置的像素。1 1 1 1 1 1 1 1 1

25、1 1 1 0 0 0 0 1 0 0（a a）目标图像目标图像A A （b b）结构元素结构元素B B （c c）腐蚀运算结果图像腐蚀运算结果图像 图图 腐蚀运算实例腐蚀运算实例 举例：举例：举例：举例：2023/1/1135AB举例：举例：举例：举例：1 1 1 1 1 1 2023/1/1136注意：注意：注意：注意：当结当结构元素在目构元素在目标图像上平标图像上平移时，结构移时，结构元素中的任元素中的任何元素不能何元素不能超出目标图超出目标图像的范围。像的范围。2023/1/1137 腐蚀运算的结果不仅与腐蚀运算的结果不仅与结构元素结构元素的形的形状状(矩形、圆形、菱形等矩形、圆形、菱

26、形等)选取有关，而且选取有关，而且还还与原点位置的选取与原点位置的选取有关。有关。1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 结构元素不同时的腐蚀运算实例结构元素不同时的腐蚀运算实例 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 02023/1/1139E1=3*3方形结构单元方形结构单元 原图原图 E1膨胀后图像膨胀后图像 E1腐蚀后图像腐蚀后图像不同结构单元对腐蚀和膨胀的影响不同结构单元对腐蚀和膨胀的影响2023/1/1140 原图原图 E1膨胀后图像膨胀后图像 E1腐蚀后图像腐蚀后图像E2=5*5方形结构单元方形结构单元不同结构单元对腐蚀和膨胀的影响

27、不同结构单元对腐蚀和膨胀的影响 1 1 1 1利用腐蚀算法消除物体之间的粘连示例利用腐蚀算法消除物体之间的粘连示例 举例：举例：举例：举例：利用腐蚀算法识别物体示例利用腐蚀算法识别物体示例 举例：举例：举例：举例：膨胀和腐蚀运算的对偶性可分别表示为：膨胀和腐蚀运算的对偶性可分别表示为：也即：也即：也即：也即：对目标图像的膨胀运算，相当于对图像背景的腐蚀运算操作；对目标图像的腐蚀运算，相当于对图像背景的膨胀运算操作。腐蚀运算与膨胀运算的对偶性腐蚀运算与膨胀运算的对偶性(a)(a)目标图像 (b)(b)结构元素结构元素B (cB (c）膨胀）膨胀 (d)(d)腐蚀腐蚀(e)(e)的补 (f)(f)

28、的反射 (g)(g)腐蚀腐蚀 (h)(h)膨胀膨胀 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 2 1 1 1 2 1 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 2 1 1 1 1 2 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0腐蚀运算与膨胀运算的对偶性示例腐蚀运算与膨胀运算的对偶性示例腐蚀运算与膨胀

29、运算的对偶性示例腐蚀运算与膨胀运算的对偶性示例 1 1 1 1 1 1 1 1腐蚀运算与膨胀运算的对偶性实例验证腐蚀运算与膨胀运算的对偶性实例验证腐蚀运算与膨胀运算的对偶性实例验证腐蚀运算与膨胀运算的对偶性实例验证(a)(a)目标图像A A (b)(b)结构元素结构元素B (cB (c）膨胀结果）膨胀结果 (d)(d)腐蚀结果腐蚀结果 (e)A (e)A的补的补 (b)B(b)B的反射的反射 (c(c）膨胀）膨胀 (d)(d)腐蚀腐蚀2023/1/1146(3)开操作 openingB对A进行的开操作开操作就是先用先用B B对对A A腐蚀腐蚀，然后用用B B对结果进行膨胀对结果进行膨胀 1 1

30、 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0(a(a）目标图像A A(b)(b)结构元素B BB B的反射的反射 (c(c）B B对对A A的腐蚀结果(d(d）B B对对(c)c)膨胀结果 1 1 1 1 1 1 1、开运算、开运算、开运算、开运算举例：举例：举例：举例：1 1 1 1对含噪声的印刷电路板图像进行开运算实例对含噪声的印刷电路板图像进行开运算实例对含噪声的印刷电路板图像进行开运算实例对含噪声的印刷电路板图像进行开运算实例(a)a)印刷电路板二值图像印刷电路板二值图像 （b b）对）对(a)(a)进行开运算的结果图像进行开运算的结果图像

31、1 1 1 1、开运算、开运算、开运算、开运算2023/1/1149(4)闭操作 closingB对A进行的闭操作闭操作就是先用先用B B对对A A膨胀膨胀，然后用用B B对结果进行腐蚀对结果进行腐蚀 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 1 2 1 2 1 1 2 1 1 2 1 1 2 11 1(b)(b)结构元素B B(a(a）目标图像A A (c(c）B B对A A的膨胀结果(d)B(d)B对(c)c)腐蚀结果 2 2 2 2、闭运算、闭运算、闭运算、闭运算举例：举例：举例：举例：0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1B的反射电

32、路板二值图像闭运算实例电路板二值图像闭运算实例电路板二值图像闭运算实例电路板二值图像闭运算实例 2 2 2 2、闭运算、闭运算、闭运算、闭运算实例：实例：实例：实例：(a)a)电路板二值图像电路板二值图像 （b b）对）对(a)(a)进行闭运算的结果图像进行闭运算的结果图像 2023/1/1152 闭运算可以使物体的轮廓线变得光滑。闭运算可以使物体的轮廓线变得光滑。闭运算闭运算具有具有磨光物体内边界磨光物体内边界的作用，而的作用，而开开运算运算具有具有磨光图像外边界磨光图像外边界的作用。的作用。(b)(b)(b)(b)对图像进行对图像进行对图像进行对图像进行 (c)(c)(c)(c)腐蚀运算结

33、果腐蚀运算结果腐蚀运算结果腐蚀运算结果 (d)d)d)d)对图对图对图对图(c)(c)(c)(c)进行进行进行进行 (e)(e)(e)(e)对对对对H H H H图像开图像开图像开图像开 腐蚀运算腐蚀运算腐蚀运算腐蚀运算 膨胀运算膨胀运算膨胀运算膨胀运算 运算结果运算结果运算结果运算结果(f)f)f)f)对图对图对图对图(a)(a)(a)(a)进行进行进行进行 (g)(g)(g)(g)膨胀运算结果膨胀运算结果膨胀运算结果膨胀运算结果 (h)(h)(h)(h)对图对图对图对图(g)(g)(g)(g)的的的的 (i)(i)(i)(i)对对对对H H H H形图像闭形图像闭形图像闭形图像闭 膨胀运算

34、膨胀运算膨胀运算膨胀运算 腐蚀运算腐蚀运算腐蚀运算腐蚀运算 运算结果运算结果运算结果运算结果(a)Ha)H形原图像形原图像开运算与闭运算对偶性实例验证开运算与闭运算对偶性实例验证开运算与闭运算对偶性实例验证开运算与闭运算对偶性实例验证 2023/1/1154Opening Closing开操作的作用：开操作的作用：使轮廓平滑廓平滑，抑制A物体边界的小离散点离散点或尖峰尖峰。用来消除小物体、在纤细点点处分离物体分离物体、平滑较大物体的边界的同时并不明显改变其面积。闭操作的作用：操作的作用：用来填充填充物体内细小小空洞空洞、连接接邻近物体、平滑其边界的同时并不明显改变其面积。2023/1/1155

35、过程：先开后闭，开消除噪声，闭修复开运算造成的指纹断裂。过程：先开后闭，开消除噪声，闭修复开运算造成的指纹断裂。过程：先开后闭，开消除噪声，闭修复开运算造成的指纹断裂。过程：先开后闭，开消除噪声，闭修复开运算造成的指纹断裂。2023/1/1156(5)(5)击中击中/击不中击不中 Hit/MissHit/MissB表示由X和X的背景构成的集合令B=(B1，B2)，B1是与B对象相联系的像素构成的集合。B2是与B对象相应背景有关像素的集合。B1 X，B2(W-X)，则有2023/1/11572023/1/1158Hit/MissHit/Miss形状检测的基本工具形状检测的基本工具在不同尺寸的图形

36、中检测出想要的形状在不同尺寸的图形中检测出想要的形状严格的模版匹配。指出被匹配点所应满足的性质（模板形严格的模版匹配。指出被匹配点所应满足的性质（模板形状）的同时也指出这些点所不应满足的性质，即对周围环状）的同时也指出这些点所不应满足的性质，即对周围环境背景的要求。境背景的要求。2023/1/1159形态学的主要应用处理图像的类型：二值图像作用：提取对于描绘和表达形状有用的图像成分主要应用：边界提取、区域填充、连通分量提取、凸壳和细化以及骨架等等2023/1/1160边界提取 Boundary Extraction设集合A的边界表示为(A)，选取结构元素B，先进行B对A腐蚀，而后用A减去腐蚀的

37、结果。边界宽度是单像素2023/1/1161边界提取举例2023/1/1162边界提取 Boundary Extraction2023/1/1163区域填充 Region Filling2023/1/1164连通分量提取 Extraction of connected components2023/1/1165连通分量举例2023/1/1166Your subtopic goes here细化 Thinning2023/1/1167Your subtopic goes here细化 Thinning2023/1/1168灰度级图像扩展二值图像中目标对象的像素集可用集合表示，但灰度图像不能，需要

38、扩展膨胀、腐蚀、开操作和闭操作等运算膨胀操作的结果：（a）如果结构元素的值都为正，那么输出图像会更亮（b）暗的细节部分的变化取决于结构元素的值和形状2023/1/1169开操作开操作闭操作闭操作灰度级图像扩展开运算通常对图像轮廓进开运算通常对图像轮廓进开运算通常对图像轮廓进开运算通常对图像轮廓进行平滑，使狭窄的行平滑，使狭窄的行平滑，使狭窄的行平滑，使狭窄的“地峡地峡地峡地峡”形状断开，去掉细的突形状断开，去掉细的突形状断开，去掉细的突形状断开，去掉细的突起。起。起。起。闭运算也是趋向于平滑图像闭运算也是趋向于平滑图像闭运算也是趋向于平滑图像闭运算也是趋向于平滑图像的轮廓，它一般使窄的断开的轮

39、廓，它一般使窄的断开的轮廓，它一般使窄的断开的轮廓，它一般使窄的断开部位和细长的沟熔合，填补部位和细长的沟熔合，填补部位和细长的沟熔合，填补部位和细长的沟熔合，填补轮廓上的间隙。轮廓上的间隙。轮廓上的间隙。轮廓上的间隙。2023/1/1170灰度级图像扩展结构元素为55的平行六面体（b）膨胀图，更亮了减弱了暗细节（c）腐蚀图，更暗了，明亮成分减少2023/1/1171腐蚀、膨胀与形态学梯度2023/1/1172综合实例通过形态学处理不但可以过滤由于噪音或者其他原因引起的一些较小的不可能为人脸的类肤色区域，减少候选区域和提高检测速度，而且可以填补肤色区域内的较小空洞，防止这些空洞被误认为是人脸器官所造成的，为后续检测区域内(欧拉数判断是否为候选区域)降低了误判的可能性。2023/1/1173综合实例2023/1/1174综合实例本算法中形态学运算既要去噪(如图像中的直线、表格、方方正正的文字及噪点等)，又要尽量少地影响边缘细节。结合试验分析，选定2个以中心为原点的33结构元素，对图像进行腐蚀和开运算。腐蚀和开运算的结构元素33矩阵对于如图1所示的有复杂背景(如文字等)的条码图像，采用形态学方法消除了影响进一步提取梯度特征的因素，变成了只有少量噪声的图像，而且滤去了毛边，使图像二维码区域的梯度特征更加明显，其运算结果如图3所示。2023/1/1175ThanksThats all