《值图像处理》PPT课件

《《值图像处理》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第8章二值图像处理(数学形态学图像处理)经过图像分割之后，通常所获得的是二值图像。我们希望该二值图像中的两个值准确地代表“目标”及“背景”两个问题。但是在实际中，往往所检测到的“目标”只是“候选目标”，为了保证不丢失目标，在图像分割时，允许有若干个“假目标”出现。还有一种情况是，经过图像分割之后，所提取的是多个目标，这时就需要对所获得的二值图像进行处理，实现对目标的分析。数学形态学概述数学形态学的发展简史及基本思想可回溯到19世纪Euler、20世纪Minkowski等人的研究。1964年法国的Matheron和Serra

2、在积分几何的研究成果上，将数学形态学引入图像处理领域，并研制了基于数学形态学的图像处理系统。1968年在巴黎矿业学院创建了数学形态学研究中心。Matheron于1975年出版的《RandomSetsandIntegralGeometry》一书论述了随机集合论、积分几何论和拓扑逻辑论，为数学形态学奠定了坚实的理论基础。1982年Serra的专著《ImageAnalysisandMathematicalMorphology》是数学形态学发展的重要里程碑。1985年以后，一些相关领域的国际会议开始把数学形态学列为学术讨论专题，或

3、专门举行研讨会。1990年起，SPIE每年举办一次“ImageAlgebraandMorphologicalImageProcessing”会议。1986年《计算机视觉与图形图像处理杂志》(GVGIP)出版了数学形态学专刊1989年和1994年《JournalofSignalProcessing》出版了形态学在信号处理中的应用研究专辑。数学形态学是研究空间结构的形状、框架的学科以积分几何、集合代数及拓扑论为理论基础，此外还涉及随机集论、近世代数和图论等一系列数学分支。数学形态学的理论虽然很复杂，被称为“惊人的数学”，但它的

4、基本思想却是简单而完美的。数学形态学的基于集合的观点是极其重要的。数学形态学的基于集合的观点（1）运算由集合运算（如并、交、补等）来定义；（2）所有的图像都必须以合理的方式转换为集合。形态学算子的性能主要以几何方式进行刻画，更适合视觉信息的处理和分析。基本思想：利用结构元素作为“探针”在图像中不断移动，在此过程中收集图像的信息、分析图像各部分间的相互关系，从而了解图像的结构特征。图9.1数学形态学的方法结构元素的选择十分重要根据探测研究图像的不同结构特点，结构元素可携带形态、大小、灰度、色度等信息。不同点的集合形成具有不同

5、性质的结构元素。由于不同的结构元素可以用来检测图像不同侧面的特征，因此设计符合人的视觉特性的结构元素是分析图像的重要步骤。最基本的形态学运算有：膨胀,腐蚀，开，闭。用这些算子及其组合来进行图像形状和结构的分析及处理，可以解决抑制噪声、特征提取、边缘检测、形状识别、纹理分析、图像恢复与重建等方面的问题。数学形态学进行图像处理有其独有的特性：（1）反映的是一幅图像中像素点间的逻辑关系，而不是简单的数值关系。（2）是一种非线性的图像处理方法，并且具有不可逆性。（3）可以并行实现。（4）可以用来描述和定义图像的各种集合参数和特征。

6、二值图像分析——问题的提出经过图像分割之后，获得了目标物与非目标物两种不同的对象。但是提取出的目标物存在以下的问题：1）提取的目标中存在伪目标物；2）多个目标物中，存在粘连或者是断裂；3）多个目标物存在形态的不同。二值图像分析的目的二值图像的分析首先是区分所提取出的不同的目标物，之后，对不同的目标物特征差异进行描述与计算，最后获得所需要的分析结果。二值图像分析的基本概念连接连通域多个目标物的情况为讨论方便起见，这里，假设目标为黑色，背景为白色。连接四连接：当前像素为黑，其四个近邻像素中至少有一个为黑；八连接：当前像素为黑，

7、其八个近邻像素中至少有一个为黑。四近邻八近邻连通域将相互连在一起的黑色像素的集合称为一个连通域。四接连意义下为6个连通域。八接连意义下为2个连通域。可以看到，通过统计连通域的个数，即可获得提取的目标物的个数。二值图像的分析方法贴标签腐蚀膨胀开运算与闭运算贴标签——基本思路因为不同的连通域代表了不同的目标，为了加以区别，需要对不同的连通域进行标识。例：下图，八接连意义下为2个连通域=“1”号标签=“2”号标签贴标签——算法步骤设一个二值矩阵表示一个黑白图像，为讨论方便起见，令“黑=1”，“白=0”。例：贴标签——算法步骤初始

8、化：设标签号为Lab=0,已贴标签数N=0，标签矩阵g为全0阵，按照从上到下，从左到右的顺序寻找未贴标签的目标点；例：贴标签——算法步骤2.检查相邻像素的状态：根据模板中的相邻像素的状态进行相应的处理；例：☻☻☻☻模板☻=“已经扫描过的像素”*=“当前像素”=“未处理的像素”贴标签——算法步骤如果扫描过