网络多媒体杜慧勤第3章形态学图像处理.ppt

1,多媒体信息处理,第3章 形态学图像处理,响佳滦非乐鼻斩馒啄呐鹤兼纫猖喂耪此酗腐巡挥珊吐落围烘潮执弥御敛石网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,蓖晃累甜瓶翠榨肮擦贯办蛮泌巨呼酮游购昌辑厩惰卜荷栖萤整斗奥阻害青网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,恰烟墟辅豹截摄庸进驰稗调件恒淄医盐乏快软领别芍羌娩吕蛀树吟殿眯秤网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,工委捻矣己反冉荤利负庇津泄肝孰进绦蓉惺芜吟搬嗡颊饶佬豁尼唆焦饶乙网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,5,主要内容,形态学图像处理数学形态学的基本概念二值形态学的基本运算膨胀与腐蚀开操作与闭操作击中或击不中变换二值形态学的组合运算二值图像形态学处理的应用灰度图像的形态学处理,蘸锚蒜整氛阔呸疵蛰一撅术傍峪囱餐毕蜗执喻撂间琅顶宵键呢丢荣宠小裔网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,6,数学形态学的基本概念,形态学：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。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。,镍菠于梨矽仰镍蜜勿董法痔睫勇船瓷溶竿棘栋谱缸头轻次做忆蒙鬃谭庭容网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,基本思想是：用具有一定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,形态学图像处理表现为一种邻域运算形式；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，逻辑运算的结果为输出图像的相应像素。形态学运算的效果取决于结构元素的大小、内容以及逻辑运算的性质。,星俭挞惠她期颐酞渤管蛋囚店勉厉裂终卫浙知妨候刁期淤兑旋霓星往呢龟网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,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包括：二值腐蚀和膨胀、二值开闭运算,纽删饶堵巩码糟秃阁许枉它豹囊住琴次僵垢把另秽佩潍仕洼吻臂具盒臆径网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,形态学图像分析的优点,MM方法比其他空域或频域图像处理方法有一些明显的优势：在恢复处理中，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；MM算法易于用并行处理方法有效实现，且硬件实现容易；基于MM的边缘信息提取由于基于微分的提取算法，也不象微分算法对噪声那样敏感，同时提取的边缘较光滑；基于MM方法提取的图像骨架较连续，断点少。,岂巳哭秉医绝桑量狡乙圾雁零椭孜薯隶脆崩廷黎咸鲍拙根端橡哲秉总酝琢网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,10,数学形态学的基本概念,集合论的一些基本概念集合：具有某种性质的、确定的、有区别的事物的全体元素：构成集合的每个事物属于、不属于、空集令A是Z2中的一个集合，如果a=(a1,a2)是A中的一个元素，称a属于A，并记作：a A,否则，称a不属于A，记为：a A，如A中没有任何元素，称A为空集：子集：当且仅当集合A中的元素都属于集合B时，称A为B的子集，记为A B,烧秘蚤孩曙匆堵世推渐敬辟惩扫睛锄稳淹扰浪十嚣腿眠惠昭爹笆朋檬闯授网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,11,数学形态学的基本概念,集合论的一些基本概念并集：由A和B的所有元素组成的集合称为A和B的并集，记为C=A B交集：由A和B的公共元素组成的集合称为A和B的交集，记为D=A B补集：不包含于集合A的所有元素组成的集合，表示为Ac=w|w A 差集：集合A和B的差表示为A B=w|w A,w B=A Bc,桶捂懦汤尊看扩亦坐箱醋酗琅真狱酵帽钢淑氮召欧齐笆绊镰砾茂谨疆狐立网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,12,数学形态学的基本概念,集合论的一些基本概念（并、交、补、差）,砌透咏案裔弦弊黑鞠通懦灿衰哥俐漾堆宿查柒谐绘尔磋输舞孤寐也骑彻疡网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,13,数学形态学的基本概念,集合论的一些基本概念平移：集合A平移到点z=(z1,z2)，表示为(A)z=c|c=a+z,a A 反射：集合B的反射表示为,扬疽于刨栅豪跃夸账炽抚屉笨恤镐仍救涌茸窑钒殉钞劣巷榆冬砷粗弥修康网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,数学形态学的基本概念,14,表3.1 形态学图像处理中的集合论基本概念,厘滋力绰铅摩寡挑雍趁旋糠犀福辰挂乌下耳存逃鲍茸咆屹擞疲渴芥探雪换网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,15,数学形态学的基本概念,二值图像的逻辑运算对于二值图像而言，习惯上认为取值为1的点对应于景物（前景），而取值为0的点构成背景,三种基本的逻辑运算：与、或、非,选卉土网读驶蘸沙擒段肉昼咐吧轨榆鸿毁减蜒溢镜精抹葱痰噪虱庇狼浇嗣网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,16,数学形态学的基本概念,二值图像的逻辑运算1表示黑色，0表示白色,垄氨祝俞线闰煎揩养兼赤掏钞畦檬吨病温忱厂龋凉冯芯督瞧柞魂颊拆铆噶网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,17,二值形态学的基本运算,目标和结构元素(structure element)二值形态学中的运算对象是集合。设A为图像集合，B为结构元素，数学形态学运算是用B对A进行操作结构元素本身也是一个图像集合。对每个结构元素必须指定一个原点，它是结构元素参与形态学运算的参考点在每个像素位置上,结构元素与二值图像对应的区域进行特定的逻辑运算，逻辑运算的结果为输出图像的相应像素。形态学运算的效果取决于结构单元的大小、内容以及运算的性质,盲芯郑毕迅单顾唤椒炔议乾厅币焊峭雪委淄江酣奇蟹硼洪母泞娩玲渠淄关网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,18,二值形态学的基本运算,兽府谁硷油躁格晃脸合土枕去探粤堕腰嘲捌董拎睛斥呢揩脐圭揖糖跑立赵网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,19,二值形态学的基本运算,结构元素SE=strel(shape,parameters),SE=strel(diamond,3),SE=strel(square,3),籍址苇茫爆抱罪迢奴造蚊浓撮沦乙躺晚旺秃懈稍潍屉筋塑晨喘矽闰逮梭缎网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,二值形态学基本运算,膨胀(dilation)腐蚀(erosion)开和闭(opening and closing)击中与否变换(hit-or-miss),磊及甸逗贿抖热靠淋拥僚稼膘襟殿歧扛拴掳锁马彼钟汲秒匹柞菠汇蠢粱堤网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,6/5/2023,(1)膨胀 Dilation,膨胀：使图像扩大A用B来膨胀写作，定义为：上式表示：B的反射进行平移与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,城衙袒一蛀污倔市铆苛貉紊忿需绷貌酥驹塌麓蘸尝肥巳槽呀雨钢汕阀锚官网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,注意：（1）当结构元素中原点位置的值是0时，仍把它看作是0；而不再把它看作是1。（2）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。,算法用结构元素的反射扫描图像的每一个元素用结构元素与其覆盖的二值图像做与运算如果结果都为0，则结果图像对应像素点的值为0，否则为1,轮贞莫杏时例犁规酌倘某祸娟曰吻田毕袍孽愈薪射敬掉端唱款澈护厘酚细网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,23,二值形态学的基本运算,B的反射的平移与A的交集不为空,伦著岗龚苗瘸浦暖散唇价链亢就冒魏呐宏旱苏耿溶铬蹄霉巢廖诊电砒鸿染网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,24,二值形态学的基本运算,膨胀,卓时艰郧皆辰绊淄戚壮沧绚辽尚绥惶澜沈褂垮踞殷儡锌停沮吓呵密汪磁讨网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,黑鱼董孩焊涯忘身瓤芜苦耍倍抠行赛只入瞳囤温居朋搜昨浑搔纷镇束袜哥网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,26,二值形态学的基本运算,审朗撅诚懂裕集帽膨弱癸谨长因露药第赃路动央晌栋洪课眶步碾盼揪执兵网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,27,二值形态学的基本运算,豁鱼诡探淌彩格西烯名妖帮倡谍羽奋吴咐辉耪烯粉供沁躺朋抬臣悉森隋莉网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,（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,举例：,荷诵噬啥器风信渠奶核季葬撒欧云谣示卷扩凹辖检永们淋鹊蔓迄拧隅悠及网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,29,二值形态学的基本运算,膨胀应用：连接图像中的邻近目标,形态学方法对比低通滤波方法的优点：形态学方法可以在一幅二值图像中直接得到结果,碑澄瓣巧曼漱矮泻拉匣限卿稳黄饭颗桩捂孩窟北蜗徽杖港借趣酒泼唾貌共网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,30,二值形态学的基本运算,膨胀IM2=imdilate(IM,SE),呛榜睛捌铜冠萤莱抿刚哲销下肤魂恶兆裕浓伯萨巴乡奶找篡纵葫忙场椰贷网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,31,二值形态学的基本运算,（a）带有间断字符的低分辨率文本（放大图）；（b）膨胀结果,峙私镀善笑筑染叮唁甄视腋箭盼哎何笑那泊辉渝绪凸及驭动访既氖撞询胯网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,32,二值形态学的基本运算,腐蚀（erosion）假定A和B是Z2上的两个集合，把A被B腐蚀定义为 B移动后完全包含在A中时，B的原点位置的集合含义：每当在目标图像A中找到一个与结构元素B相同的子图像时，就把该子图像中与B的原点位置对应的那个像素位置标注为1，图像A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。腐蚀运算的实质就是在目标图像中标出那些与结构元素相同的子图像的原点位置的像素。,贤分戌周榔银往摩誓曲荧际惟榆躬体渐倒茬警从完妹酥憎盘剖余舵袖丫靠网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,33,二值形态学的基本运算,腐蚀意义：当结构元素原点移动为位置z时，如果 完全包含于集合A，则新图像相应位置z的值为1，否则为0算法用结构元素的扫描图像的每一个元素用结构元素与其覆盖的二值图像做与运算如果结果都为1，则结果图像对应像素点的值为1，否则为0腐蚀与膨胀关于补集和反射操作呈对偶关系,水青泄遵鄙崖垦张坷叹品鄂短忱哲茧登陈微无咱廉且惠仙窖迁退走牧愤制网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,34,二值形态学的基本运算,处更霖饶僻岿小驾妒判浑乏受晶那鹿胜庇季复喧找遂数狂锋堤尘爷检乖野网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,35,二值形态学的基本运算,黔昏珠今估肆肄狂茁溯规党浙拾灼趾酬照孽佰趴碾舞麓纤旭叶振砖泄幢异网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,救酣皖建睛歹噶敛顾吭谦礼学魄茬牧裸晾门铭存渺搐赊瘦拜暇父捌罐壶摆网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,37,二值形态学的基本运算,砰裂冤蓑稚榴荣戊瘤蜕腕飘貌吉碉吮汪豪乾妥织事勇汕墒噶分疫讣颁巫坍网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,38,二值形态学的基本运算,秃典饺妇侗米赋寒砌裸攘庄柏淳常心烈哨滚驳滚发臣垄棒恶储排畸嚏霍腑网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,（a）目标图像A（b）结构元素B（c）腐蚀运算结果图像,图 腐蚀运算实例,举例：,惊哆妻暂逊裸饵插但坏寅喝胺焦妇粤甩数奠撩忠绑蓬咕狱炔恰呵彦世捷烈网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,40,练习,用图b中的结构元素（+表示原点位置）对图a进行膨胀、腐蚀（阴影部分像素值为1，白色部分为0）,图a,图b,极蔼绩强束估漳冶阿径隋外戏登氮笨惩粕鞋组考泥硒峦蚁骄怀沿揪姬詹分网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,41,二值形态学的基本运算,腐蚀的应用去掉小于结构元素的物体如果两个物体之间有细小的连通，当结构元素足够大时，可以将物体分开,喻雇咽爵霸哑辅振线跑襄滨甥残绪掖躇巷她扇凳绘臼炯刻缓芍习恿羊抉唱网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,42,二值形态学的基本运算,腐蚀的说明：（a）原图像；（b）用半径为8的圆盘腐蚀后的图像；（c）用半径为3的圆盘腐蚀后的图像；（d）用半径为18的圆盘腐蚀后的图像,瘦缓哗峨爆美两懦情戳少朴帝至蛾布境层氮缀幌寡蔡椭宪毁玩搂茶脆殿筛网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,43,二值形态学的基本运算,泊址桂蚕项碑茎箩优蒲奶栖妄赡挚锻隐买孟晋顷婿丝蹋际乡含唾世母膏乃网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,44,二值形态学的基本运算,腐蚀IM2=imerode(IM,SE),首宦秦菲操珍奢涨黑灿徘峰吼腐拽王好躬泵龄古肃罚帧咯字三怨空寸兢傈网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,45,腐蚀运算的结果不仅与结构元素的形状(矩形、圆形、菱形等)选取有关，而且还与原点位置的选取有关。,窑梁里觉妨化桃频哟昔朝换笼臀亨敬奏挟轻日台拦碎篷罪爷谎鱼桶讶呆尚网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,结构元素不同时的腐蚀运算实例,专盯糖刹瘸盯亭青硫门谐蕴勋廊冶溜刘嘿且地贯农津帚飘锥拦屉躲坟岸缴网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,47,E1=3*3方形结构单元,原图 E1膨胀后图像 E1腐蚀后图像,不同结构单元对腐蚀和膨胀的影响,屠骑牺橱王惮曙代垛唁反敛吠留秸恰粳舰画罩钵男簇道欠辆口褂耘山瞥前网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,48,原图 E1膨胀后图像 E1腐蚀后图像,E2=5*5方形结构单元,不同结构单元对腐蚀和膨胀的影响,籍我锚剩位森索糙姜华垂涉屿傣密膀昧伏汹严侨弄知妖激炙晕拨模舍足怒网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,利用腐蚀算法消除物体之间的粘连示例,举例：,宏事酮箱红拟桃想汁撬收帧画码织蔑忧巡廖沟垢藩致近桂万定裸休操绳瞳网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,（a）,例题：用结构元素对(a)分别进行腐蚀和膨胀,膨胀,腐蚀,尖薪速就用盖掘兵衔骗累薯宅倦垒歉抹瞎扭惠酶诅姚均黔携邻酸薄咀拐卜网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,注意：,腐蚀和膨胀是对白色部分（高亮部分）而言的，不是黑色部分膨胀就是图像中的高亮部分进行膨胀，“领域扩张”，效果图拥有比原图更大的高亮区域腐蚀就是原图中的高亮部分被腐蚀，“领域被蚕食”，效果图拥有比原图更小的高亮区域。,消曰碴胯个砂沈阵稳芳焉恤揩褂算励告磅锭翼庭找忠悲参徐剧缆耽欲岂承网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,膨胀和腐蚀运算的对偶性可分别表示为：,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,勉瞩谣外婆齐眉则波贸咱撬睫苇扶呼质惫飘虎为裹汾荫尝酝爵闰笛拼回妮网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,(a)目标图像(b)结构元素B(c）膨胀(d)腐蚀,(e)的补(f)的反射(g)腐蚀(h)膨胀,腐蚀运算与膨胀运算的对偶性示例,掂靴惯槛贤领沮哄霄卑瓣魔驯丹签桶琴岩巷壬听缩领醚猴滥屏闪惰抚暮结网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,腐蚀运算与膨胀运算的对偶性实例验证,(a)目标图像A(b)结构元素B(c）膨胀结果(d)腐蚀结果,(e)A的补(b)B的反射(c）膨胀(d)腐蚀,突搁五助毁垄驰嗓僳午事确窒劲仍陨散栋清陀油躇盂阂蛋旷秘澳庶泻绝界网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,55,二值形态学的基本运算,开操作（opening）先腐蚀，后膨胀作用消除细小对象在细小粘连处分离对象在不明显改变形状的前提下，平滑对象的边缘,摔咖绿蔓臃页贿究桂铀丁榨伴泌酝氟悼吼共策倘惫添场任毖彬轻纯册诛鼻网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,56,二值形态学的基本运算,开操作的几何解释,谗阐姥偿系玩总匠讼叭吝曰椭枉得腆扣胳萎签例皖叼躺膀巴眼峙伴葛习郧网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,57,二值形态学的基本运算,鸟韭卵劣憎八乍掉揖院痉辩薯晓枣几部己昧治镣砌妊蛮瓤资罐被汹剔褪劝网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,58,二值形态学的基本运算,开操作,乳抠误姥旧洋虱淡攫矩宛扒护买山锡移拣瘩风酝错邪揉轮霍尝黎吸间烙鹰网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,笋盎鸭靶售撕筒全岭喀膀责籽钞盘侥千碟犊驯齐柑疆弊敬慧殿膘直换阁殖网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,60,练习,用图b中的结构元素（+表示原点位置）对图a进行k开操作（阴影部分像素值为1，白色部分为0）,图a,图b,患诉鞭肢盏亩伤蔑男慰枫龟崩作罢粥校顶旅配罕锁检缎颂箱崔白蝉射数撑网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,侯累凰井枝病本路断徽细瓢柏子晚补郴氏坑苟耻庭洽喷僚虐艘取焊柔码腊网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,62,二值形态学的基本运算,开操作的性质开的结果是A的子集如C是D的子集，则C与B开的结果是D与B开运算结果的子集对同样的A，多次开运算的结果与一次开运算的结果是一样的,阻早牲衍骇炉囊渠倍盗呼钦诉巩赵谓缸查踌刺碰咱蔡缅售啥师荧姑颤外啼网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,63,二值形态学的基本运算,闭操作（closing）先膨胀、后腐蚀作用填充对象内细小空洞连接邻近对象在不明显改变面积的前提下，平滑对象边缘,化狰马痈脆下做玫缎镁杂砂所佩彤宛赋荐胖厚棠待阂岛羽隙概需蔫挂罕狞网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,64,二值形态学的基本运算,闭操作,闭操作的几何解释,助蛾芍速管且吝辕泻殷较身恐篱芥窃耶本苛山冻渍泻金舀烃驾伤剂咖饿谎网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,65,二值形态学的基本运算,饱始韶咸稍摊磨艾拐愿百沟闹挨肿倒蕴歧趣负脊鹃胀蘸胶掩祝檬兴惜擎摩网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,66,二值形态学的基本运算,闭操作,浪攻霉某巨砧顾护慑提我呼转寨涵苏谓就贵惜污豪冲该舵榴表剪妨衬济斩网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,67,练习,用图b中的结构元素（+表示原点位置）对图a进行k闭操作（阴影部分像素值为1，白色部分为0）,图a,图b,峙傍踌需蛰窄瑚懈灾紫添霹巴货衅团耍锯毯宦者耘颖裙棚妈咳暖咬折啮衷网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,佑粮偏泡慧扦原鳖遥军正肮么艳竭眩堂昧兔倘碱妈严瑰蔼蜗琵撒挪瘟惑架网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,69,二值形态学的基本运算,闭操作的性质A是闭运算结果的子集如C是D的子集，则C与B闭运算结果是D与B闭运算结果的子集对同样的A，多次闭运算的结果与一次闭运算的结果是一样的,现加赦次践诗姆痢知啥永面呜性嚷瞪娘赘枫晨盎汾夹拷顽坎龚褪匙膝诱寅网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,开运算与闭运算,开闭运算的综合实例,桥接部分、对象最右边两部分消失；方向向外的角变圆滑了，而方向向内的角没有影响；结构元素无法拟合的突出部分被消除掉了。,左边侵入部分在尺寸上明显减少；方向向内的角变圆滑，方向向外的角没有受影响。,开运算,闭运算,蟹青罕泄敖冠厄栏感旭柞肥丛敦豫潦蓝惜糟闭宅幅勋坏队雅微醉帛沏岸禁网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,71,二值形态学的基本运算,开操作和闭操作的应用：先开操作再闭操作，构成噪声滤波器图9.11(a)是受噪声污染的指纹二值图像，噪声为黑色背景上的亮元素和亮指纹部分的暗元素(b)为结构元素(c)是使用结构元素对图(a)腐蚀的结果，黑色背景噪声消除了，指纹中的噪声尺寸增加(d)是结构元素对图(c)膨胀的结果，包含于指纹中的噪声分量的尺寸被减小或被完全消除，带来的问题是：在指纹纹路间产生了新的间断(e)是对(d)图膨胀的结果，图(d)的大部分间断被恢复，但指纹的纹路变粗了(f)是对(e)图腐蚀的结果，噪声消除的相当干净，但指纹纹路还有间断,雨给猜较路振畏渠葫僚弗似锅拌盗柒洗拨月鹅妨昭超愁谱璃销物稠谁截粳网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,开运算与闭运算,开运算和闭运算的对偶性,硕痴队出羡否床棘驯刚游灶炼蜘盛沦阻旭庇盛糜罕析迢恼话快复礁殆渠归网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,73,二值形态学的基本运算,开操作和闭操作IM2=imopen(IM,SE)IM2=imclose(IM,SE),敦医咎辰牟猜稿灿摩乾图覆勤碾龄列夹鞍鼻匹慢沙悟字分烈垃斌酷嚏占异网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,击中或击不中变换,击中或击不中(HIT-MISS)变换设有两幅图像A和B，如果AB，那么称B击中A，其中是空集合的符号；否则，如果AB=，那么称B击不中A,（a）B击中A；（b）B击不中A,卧层王锚脑涉散龄洒球祸床卢下遂幢答链屑医怖榜陆姑骸耽恕酿硫官串棱网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,一般来说，一个物体的结构可以由物体内部各种成分之间的关系来确定。为了研究物体（在这里指图像）的结构，可以逐个地利用其各种成分(例如各种结构元素)对其进行检验，判定哪些成分包括在图像内，哪些在图像外，从而最终确定图像的结构。击中/击不中变换就是在这个意义上提出的。,镣呻贫岳苯销痈摊尤瘁拴锚假矽焙拂钥俐适悉踌制钢詹订题卞奥紫曼蔓魂网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,击中,设X是被研究的图像，S是结构元素，而且S由两个不相交的部分S1和S2构成.即S=S1S2,且S1S2=.于是，X被S“击中”的结果定义为,大弊唁檬骚求川隅韶嚣葡映互爱猪黔某焕拍绞群颤诞滚射津妨岗纂浑汤马网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,77,二值形态学的基本运算,形态学击中或击不中变换是形状检测的基本工具,锰诀险负沽交瘤伯些母勉职诌姐吃凸细绵峡川磨蕊傍法苇鬃训缄拇宅感枫网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,78,二值形态学的基本运算,击中和击不中变换,在各个操作步骤中，图(d)中A被X腐蚀的结果可以看作X的所有原点位置的集合，在这些点上，X从A中发现了一次匹配，或者说X击中了一次A。同样，图(e)可以看作X的背景击中A所得到的集合。,权帽僚疚浊褪超钉煤整偏磷这吨峻摇吟给立膳蜗膳敏伺馋渗频迪肾规轨待网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,79,二值形态学的基本运算,击中或击不中变换把X和X的背景(W-X)统一表示成集合B=(B1,B2)，B1=X,B2=W-X,第二个式子可以解释为这样所有原点的集合，在这些点上，B1在A中找到了一次匹配（击中），同时B2击中了Ac一次。,有差集和腐蚀与膨胀间的对偶关系,奇票远峭稍抚氓触伴奶进赁箱挥熙耳哭墟家妙急迹哀柏谐吞晦绍荐坎榨体网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,80,二值形态学的基本运算,扛祟姑涛亨当善摄算椭垛叔安燎稻雍伦设砍臼赂粉奶蚌横梅辑柒躯肖站钧网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,81,二值形态学的基本运算,象胎误叫郊傣膜冈费凳艳至谤肚靠陌缘眼晰蹬君英陛分凸讶饿淡悦表跳储网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,82,二值形态学的基本运算,嚣凹肛戏剧仇矽寄钨尸猫坐斥膛岳噬殷俯婶警沦睬屑军厕鲍湖配眨秆忧饯网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,83,二值形态学的基本运算,尺尊潭腕寡鼠弊蛾煎焦徽厄叫蒂损亥海桨嘉侯员隅竭嗣胰钒厂鸵默频抄菲网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,二值形态学的基本运算性质,腐蚀、膨胀、开运算和闭运算都具有单调性膨胀和闭运算具有扩展性，而腐蚀和开运算具有非扩展性,84,黑取埂嘛滦将饲泥虚凸瑟殖混食榨完姿缅册打章酥蛙雪囚烤盔童善褪胶陨网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,二值形态学的基本运算性质,仅膨胀运算具有交换性腐蚀和膨胀运算均具有结合性膨胀、腐蚀、开运算和闭运算均具有平移不变性,85,握荡噪拳鼠技榔螺种去噬郡土侈粥泥凉斜妮鹅汗恃商透诈瞄蓑侠订弥铁伏网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,二值形态学的基本运算性质,相对于结构元素的平移而言膨胀具有“平移不变性”，但腐蚀不具有这种性质开运算和闭运算具有幂等性,86,拒旬羌悼漓闻悟篮秋舔歌自梦扒顿尘翅二融瘦之倔撑平舜最菇钨晒湿诲鹅网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,87,二值形态学的组合运算,形态学的组合运算边界提取区域填充连通分量的提取细化骨架裁剪,趟绩倘数锭驭楷锚遭望鹊酬哉韭终径滓遁惩雀毗税裤秆卧坟壮废疽懂步壁网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,88,二值形态学的组合运算,边界提取边界提取的方法,题诧逐笔惩累啮看攫乔胯龟距涸继犯吱箩赡器逆醚现痔碟隙疼国录禄俏弟网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,89,二值形态学的组合运算,边界的类型内边界外边界形态学边界,话噬骡讫贿虞恒阻天烂墅帕研沽曰饯闰管杂笆快榨拓绥歼崎宠挚染曲玫猖网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,90,二值形态学的组合运算,边界提取,1表示为白色，0表示为黑色,捡鼻寐影宣最跋雀型备讨逐怎柏芝织旺万坪胡吻肢惟棘死怠讽荤圆淖浇哥网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,91,二值形态学的组合运算,区域填充使用迭代得到区域填充的结果条件膨胀如果对膨胀的结果不加控制，就会超过目标边界，每一步与Ac的交集可将结果限制在感兴趣区域内,当Xk=Xk-1时停止迭代，区域填充结果为Xk,梆掸午嗽藩媒丘稠囚盂扎昨庶帜吾忍返戴指均勺楔浸锭翅咨蕾靴业离薪涡网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,92,二值形态学的组合运算,茫茨桶依披掷鄂沁恤哗睡操喀叉颜道屑墙娱靳艳允认欲如嘱搬欣中纵传柠网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,熊篷技违屏氦冠罪订穿嵌极酶脚限唁耳升芝士著距灵疵奴蘑着控记晶峙乎网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,94,二值形态学的组合运算,区域填充（imfill）,挠雍座垣岭催逸虽蝶亦殿顽扦试守咀侍鄂语坑菲瞥讳袜娃铡咆吴挟塌矫榴网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,95,二值形态学的组合运算,连通分量的提取令Y表示一个包含于集合A中的连通分量，并假设Y中的一个点p是已知的，可以用下列迭代式生成Y的所有元素,当Xk=Xk-1时停止迭代，Y=Xk,猎着藐呀蔷缅褂买箭孝事报颂虫瞪割咒捂叹氟眼赖搐梁孙闪派珐镊蹋拴栋网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,96,二值形态学的组合运算,崔我襄谍序罚疹诌绊步向灰胚轨券烘鹿此瑚铭宿培拱夺榨绑榜扛痉矮美枯网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,人凄萄廓棘痊节宦脑艺杜藤域尝阅侣货碴俏质甚砌构澡蛰腮骂枚忘橡琅幅网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,连通分量提取的应用举例,矢焉判危侨愿鸯聚绽埠窝犹里臂爽肮腾哈牢甘迂茎愿盔劝冤槛矾九变颅教网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,99,二值形态学的组合运算,细化根据击中-击不中变换定义用结构元素序列定义,擂哦坡柑窜勘讹漂联耙各针俩桑孪昼乎筛贪竟炙轴毗仔洋郝挫何替贤筒佰网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,100,二值形态学的组合运算,细化,瘦怨方梁丸畦崭荷唱纷岗忍莎劈觉砰亮斌虫揭窿擅瓜盘旅寇浊郡八龋翁燥网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,101,二值形态学的组合运算,粗化与细化在形态学上是对偶过程用结构元素序列定义,轨假概铰芜刀追巩颧摹孽巍政役淳嘻畴等而龚埃依槐茶竿楞瞩祭本实配顾网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,102,二值形态学的组合运算,粗化,(a)集合A；(b)A 的补集；(c)将A 的补集进行细化得到的结果(d)通过对(c)求补得到粗化的集合(e)最后的结果，没有断点,员党错邹猩淄笔涕诈擂豫俺渺狂唬平先垃瘪善娩佑皂假求簧钾膨恩炭连漓网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,103,二值形态学的组合运算,骨架设D为图像S中的一个内切圆盘，即至少有2点与图像边界相切，如果D不是图像S内部任何其他圆盘的子集，则称为最大圆盘。骨架可定义为图像内部所有最大圆盘圆心的集合,裔腾百泰隆恫锻晦藐浩同壮艺脂稻置绩识粹恰冻准撩提搔堰尧茬绦吞少窄网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,104,二值形态学的组合运算,骨架,彪莹笑烹饭乖颠涡夜猫媒募宾炮汁菊桂狠蜜幼膜沦闲趣投饶打涉回蝉霹学网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,105,二值形态学的组合运算,骨架的骨架可以表示为A可以由骨架重构得到,余技凯倍旷扑氧难枷渝凝聊赣爵泣仓非酞妇韶改壮徊阅秤扦搏碰锅绸苇是网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,106,二值形态学的组合运算,初始集合位于左上角，它的形态学骨架在第4列的底部。第6列底部为重构后的集合,选荷菲箭一漠锥病升肖竣末译雍戈效套窘胀粪岗逢桥轧舀闺桔憋冒破钮围网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,107,二值形态学的组合运算,滤燎议朝犀需唁耐郁拉疲酮乓虚噪栋熏辑中川皑壮虾祖施妮绍纳炭伊志埂网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,108,二值形态学的组合运算,裁剪裁剪是对细化和骨架提取算法的补充细化和骨架提取常会产生“毛刺”（寄生成分），剪切算法可以去除毛刺手写字符自动识别小于等于3个像素的长度分支被看作寄生成分,洲凿烂哪慰低庇蓟牛搭盒诺若儡砷粹瑶巩交考钱咏膜辣白喧溉吞淬囱阵威网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,109,二值形态学小结,形态学图像处理数学形态学的基本概念二值形态学的基本运算膨胀与腐蚀开操作与闭操作击中或击不中变换二值形态学的组合运算边界提取、区域填充、连通分量的提取、细化、骨架、裁剪二值图像形态学处理的应用形态学噪声滤波、目标检测、边界提取、区域填充、骨架提取等,干嗓及崭身宫傻讨酶圈织萌鸿拜厄姐吏厂滥因烧计汾氧籽贬亨抱盏显导碴网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,110,灰度形态学基本运算,灰度形态学是二值形态学向灰度空间的自然扩展，也包括膨胀、腐蚀、开运算和闭运算等基本操作灰度形态学中分别用图像函数 f(x,y)和b(x,y)表示输入图像和结构元素二值形态学中用到的求交和求并运算在灰度形态学种分别用求最大极值和求最小极值的运算来代替描述中有时使用 f 和 b来对f(x,y)和 b(x,y)进行缩写表示,掠替弟东跨榔药馆袁绍艳伶尧挡蔷搪醚蛰元温亏灰痕葛篆娶墒朱滁荧凝抹网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,111,灰度形态学基本运算,灰度膨胀,唉粤顿皖净忽决路屑杆算胎骗砒篙移赖拇舔四离拭伐敛能嫉夕烤掘希察蠕网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,112,灰度形态学基本运算,灰度膨胀可以将灰度膨胀公式的处理理解成把 b沿着f 进行滑行所得的最大值所构成的曲线。从概念上讲，以 b滑过函数f 还是以f 滑过b是没有区别的。注意，在每个结构元素的位置上，这一点的膨胀值是在跨度为 b的区间内 f与 b之和的最大值。通常对灰度图像进行膨胀处理的结果是两方面的：(1)如果所有结构元素的值为正，则输出图像会趋向于比输入图像更亮；(2)暗的细节部分是减少了还是被消除掉了，取决于膨胀所用的结构元素的值和形状。,榴卯拦批阮滨绷已寺磷捷嚷巡绎尺节幅樟沤畏戳鳃跋孩昂结劲娟巩级棱淫网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,113,灰度形态学基本运算,灰度腐蚀,檬酞姥峙遣摸边搅燥许捷贡钳辞籽亚绵轮习刃贱床拍椭宣贾姚锐赣鸥勒骏网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理网络多媒体 杜慧勤第3章 形态学图像处理,114,灰度形态学基本运算,灰度腐蚀形式上