最新《图像处理教学课件》第9章数字形态学及其应用课件PPT.ppt

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1、《图像处理教学课件》第9章数字形态学及其应用§9.1概述§9.2二值形态学§9.1.1数字形态学的发展简史及基本思想§9.1.2几个基本概念内容§9.2.1二值腐蚀§9.2.3二值开运算§9.2.2二值膨胀§9.2.4二值闭运算§9.2.5形态学滤波的开操作和闭操作的使用§9.3一些基本的形态学方法2§9.1概述§9.1.1数字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

2、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。3数学形态学的方法§9.1概述§9.1.1数字形态学的发展简史及基本思想7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，开启，闭合。用这些算子及其组

3、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。§9.1概述§9.1.1数字形态学的发展简史及基本思想8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。§9.1概述§9.1.1数字形态学的发展简史及基本思想91.击中与击不中设有两幅图像A和B，如果A∩B≠Ф（空集），那么称B击中（hit）A，记为B↑A，；否则，如果A∩B=Ф，

4、称B击不中（miss）A。§9.1概述§9.1.2几个基本概念ABBAABB击不中A102.平移和反射设A是一幅数字图像，a是A的元素；b是一个点，那么定义A被b平移后的结果为:A＋b＝{a＋b

5、a∈A}即整个图像沿着向量b的方向平行移动。一幅数字图像A关于原点的反射定义为:AV＝{a

6、-a∈A}AAz§9.1概述§9.1.2几个基本概念112.基本集合定义§9.1概述§9.1.2几个基本概念122.基本集合定义§9.1概述§9.1.2几个基本概念13二值图像间的逻辑运算（黑表示二进制1，白表示二进制0）§9.1概述§9.1.2几个基本概念14二值图像间的逻辑运算（黑表示二进

7、制1，白表示二进制0）§9.1概述§9.1.2几个基本概念153.结构元素结构元素与被处理的目标图像中抽取何种信息密切相关。在考察目标图像各部分之间的关系时，需要设计一种“结构元素”。在图像中不断移动结构元素，就可以考察图像之间各部分的关系。根据不同的图像分析目的，常用的结构元素有方形、扁平形、圆形等。在多尺度形态学分析中，结构元素的大小可以变化，但结构元素的尺寸一般地要明显小于目标图像的尺寸。§9.1概述§9.1.2几个基本概念16§9.2二值形态学§9.2.1二值腐蚀二值图像是数字图像的重要子集，指灰度值只取两种值的图像。两个灰度值可取为0（相应的点构成背景）和1（相应的

8、点构成景物）。二值形态学处理算法都是以膨胀,腐蚀这两种最基本的运算为基础的。一般设集合A为图像集合，集合B为结构元素，数学形态学运算是用B对A进行操作。17集合A（输入图像）被集合B（结构元素）腐蚀:AB腐蚀示意图§9.2二值形态学§9.2.1二值腐蚀18§9.2二值形态学§9.2.1二值腐蚀19§9.2二值形态学§9.2.1二值腐蚀腐蚀的一种简单用途是从二值图像中消除不相关的细节。下图显示的二值图像包含边长为1，3，5，7，9和15个像素的正方形。假设这里只留下最大的正方形而除去其他的正方形，我们可以通过用比我们要保留的对象稍小的结构元素对图像进行腐蚀。在这个例子中，我们选

9、择13×13像素大小的结构元素。图(b)显示了腐蚀后的结果。图(c),我们通过使用用来腐蚀的结构元素对这3个正方形进行膨胀恢复它们原来15×15像素的尺寸。20形态学图像处理举例：图像内部边长为1，3，5，7，9和15个像素的正方形，若想只留下最大的正方形而去除其他的正方形？？？§9.2二值形态学§9.2.1二值腐蚀21将原图利用方形结构元素进行腐蚀的结果，若想保留部分最大正方形，其余正方形都被腐蚀掉，结构元素应为多大？？§9.2二值形态学§9.2.1二值腐蚀13*1322若对上图恢复出3个正方形的原始