数学形态学在图象处理中的应用与发展

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1、维普资讯http://www.cqvip.com武汉化工学院学报Vo1．26No．1第26卷第1期J．WuhanInst．Chem．Tech．Mar．20042004年3月文章编号：1004—4736(2004)O1—0070—04数学形态学在图象处理中的应用与发展杨述斌，彭复员(1．武汉化工学院电气信息学院，湖北武汉430073；2．华q-科技大学电子与信息工程系，湖北武汉430074)摘要：阐述了数学形态学的产生及其与图象处理的结合过程，讨论了其在图象处理应用中的发展历史及应用进展，分析了数学形态学在图象处理中的发展趋势并对其在图象处理中的应用前景作了讨论与展望-关键词：数学形

2、态学；图象处理；发展历史；发展趋势中图分类号：TP391；TP751文献标识码：A器人视觉等方面都取得了许多非常成功的应用．1数学形态学与图象处理的结合有些计算机图形处理和分析系统把形态学运算作数学形态学门(MathematicalMorphology)诞为基本运算，由此出发来考虑体系结构．一些形态生于1964年．当时，法国巴黎矿业学院的马瑟荣学的算法，已经做成了计算机芯片，许多研究成果(G．Matheron)正从事多孑L介质的透气性与其几已经作为专利出售，其影响已波及到与计算机图何(或纹理)之间关系的研究工作，赛拉(J．Serra)形图象处理有关的各个领域，包括图象增强、图象在马

3、瑟荣的指导下进行铁矿石的定量岩石学分分割、图象恢复、边缘检测、纹理分析、颗粒分析、析，以预测其开采价值的博士论文研究工作．在研特征生成、骨架化、形状分析、图象压缩、成分分析究过程中，塞拉摒弃了传统的分析方法，并与J—及细化等诸多领域．目前，有关形态学的技术和应CKlein建立了一个数字图象分析设备，并将它称用正在不断地发展和扩大．为“纹理分析器”．随着研究与分析工作的不断深从某种特定意义上讲，形态学图象处理是以入，赛拉逐渐形成了击中击不中变换的概念．正如几何学为基础[】]．它着重研究图象的几何结构，这赛拉本人所说：“我认识到象方差、弦长分布、周长种结果表示的可以是分析对象的宏观性质

4、．例如，测量及颗粒统计等都是某个独特概念的特殊情在分析一个工具和印刷字符的形状时，研究的就况，我将它称为击中击不中变换”．与此同时，马瑟是其宏观结构形态，也可以是微观性质；又如在分荣在一个更为理论的层面上第一次引入了形态学析颗粒分布或由小的机理产生的纹理时，研究的的表达式，并建立了颗粒分析方法．他们的工作几便是微观结构形态．形态学研究图象几何结构的乎同时建立了这门学科的理论基础(击中击不中基本思想是利用一个结构元素(Structuring变换、开闭运算及纹理分析器的原型)．之后，他们Element)去探测一个图象，看是否能够将这个结共同在法国枫丹白露(法国矿业学院)建立了枫丹构元素

5、很好地填放在图象的内部，同时验证填放白露数学形态学研究中心．结构元素的方法是否有效．数学形态学是一门建立在严格数学理论基础2数学形态学的发展历史上的学科，其基本思想和方法对图象处理的理论和技术产生了重大影响．许多非常成功的理论模如果按年代划分，数学形态学的发展[3圳过程型和视觉检测系统都采用了数学形态学算法作为可粗略的分为6o年代的孕育和形成期，7o年代其理论基础和组成部分．事实上，数学形态学已经的充实和发展期，8o年代的成熟和对外开放期及形成一种新型的图象处理方法和理论，形态学图9O年代后的扩展期．了解数学形态学从原始的、象处理已经成为计算机数字图象处理的一个主要朴素的萌芽状态，

6、发展成为国际学术界公认的一研究领域[2]．这门学科在计算机文字识别、计算机个研究领域的过程，无疑对于学习和掌握数学形显微图形分析(如定量金相分析和颗粒分析)、医态学这门学科是非常有益的．学图象处理、工业检测(如印刷电路自动检测)、机收稿日期：2003—02—25作者简介：杨述斌(1971一)，男，湖北襄樊人，讲师，硕士．维普资讯http://www.cqvip.com第1期杨述斌等：数学形态学在图象处理中的应用与发展2．160年代的孕育和形成期高了形态学软硬件的运算速度．数学形态学是由法国数学家G．Matheron和d．随机处理方法的更新．J．Serra于60年代提出并创建的．这一

7、期间的工2．490年代后的扩展期作从理论和实践两个方面初步奠定了数学形态学90年代数学形态学有两个显著的发展趋势，的基础，产生了击中击不中变换、开运算、闭运算第一个是致力于运动分析，包括编码与运动景物和布尔模型的理论描述，以及第一个纹理分析器描述；第二个是算法与硬件结构的协调发展，及用的原型．于处理数值函数的形态学算子的开发与设计．2．270年代的充实和发展经过40多年的发展，数学形态学无论在理论数学形态学研究中心的建立，对数学形态学方面还是应用方面(尤其是在视觉检测