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圖像處理
新聞詳情

【數(shù)字圖像處理】二值化圖像腐蝕運算與膨脹運算

發(fā)布時間：2020-12-29 17:14:59　最后更新：2020-12-29 19:13:24　瀏覽次數(shù)：3034

形態(tài)學(xué)基本概念

基本思想：用一定形態(tài)的結(jié)構(gòu)元素去度量和提取圖像中的對應(yīng)形狀，達(dá)到分析知識的目的?？捎糜趫D像處理的各個方面，包括圖像分割、邊界檢測、特征提取。

結(jié)構(gòu)元素：形態(tài)學(xué)變換中的基本元素，使為了探測圖像的某種結(jié)構(gòu)信息而設(shè)計的特定形狀和尺寸的圖像，稱為收集圖像結(jié)構(gòu)信息的探針。
結(jié)構(gòu)元素有多種類型：如圓形、方形、線型等，可攜帶知識（形態(tài)、大小、灰度和色度信息）來探測、研究圖像的結(jié)構(gòu)特點。

形態(tài)學(xué)運算包括：二值化腐蝕和膨脹、二值化開閉運算、骨架抽取、擊中擊不中變換等。
形態(tài)學(xué)四個基本算子：膨脹，腐蝕、開啟和閉合組成，這些基本運算還可以推導(dǎo)和組合成各種數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)實用算法。

 

腐蝕運算

腐蝕運算思路：定義結(jié)構(gòu)元素(與模板類似)，結(jié)構(gòu)元素在整幅圖像中移動，移動到每個像素點上，只有結(jié)構(gòu)元素與圖像上對應(yīng)像素點的像素值全部相等時，保留這個像素點的值。
腐蝕運算作用：消除物體邊界點，使邊界點向內(nèi)部收縮，可以把小于結(jié)構(gòu)元素的物體去除。選取不同大小的結(jié)構(gòu)元素，去除不同大小的物體。如兩個物體間有細(xì)小的連通，通過腐蝕可以將兩個物體分開。

腐蝕運算：

 

 腐蝕運算示意圖：

基本方法：

通常拖到結(jié)構(gòu)元素在X域移動，在每一個位置上，當(dāng)結(jié)構(gòu)元素B在中心平移到X圖像上的某優(yōu)點(x,y)。

如果結(jié)構(gòu)元素內(nèi)的每一個像素都與以(x,y)為中心的相同鄰域中對應(yīng)像素完全相同，那么就保留(x,y)像素點。

對于不滿足條件的像素點則全部刪除，達(dá)到邊界向內(nèi)收縮效果。

 

腐蝕運算c語言實現(xiàn)

  • 水平腐蝕：不處理左右兩邊
  • 垂直腐蝕：不處理上下兩行
  • 全方位腐蝕：不處理四周
 　　　　　　　　　　　int Image[120][180];                   
                    memset(Image, 0, sizeof(Image));
                   
                //全方位腐蝕運算
                            for (int i = 1; i < Use_ROWS-1; i++)
                            {
                                for (int j = 1; j < Use_Line - 1; j++)
                                {
                                    if (Image_Use[i][j] == 255 &&
                                        Image_Use[i][j + 1] == 255 &&
                                        Image_Use[i][j - 1] == 255)
                                    {
                                        Image[i][j] = 255;
                                    }

                                }
                            }

 

膨脹運算

膨脹運算思路：定義結(jié)構(gòu)元素(與模板類似)，結(jié)構(gòu)元素在整幅圖像中移動，移動到每個像素點上，如果結(jié)構(gòu)元素與圖像上對應(yīng)像素點的像素值至少有一個像素相等時，保留這個像素點的值。
膨脹運算作用：與腐蝕相反，對二值化物體邊界點擴(kuò)充，將與物體接觸的所以背景點合并到該物體中，使邊界向外擴(kuò)張。如果兩個物體之間的距離比較近，會把兩個物體連通到一起，對填補圖像分割后物體的空洞有用。

膨脹與腐蝕比較：

  • 膨脹：填充圖像中的小孔(比結(jié)構(gòu)元素小的孔洞)及圖像邊緣處的小凹陷部分。
  • 腐蝕：消除圖像邊緣小的成分，并將圖像縮小，從而使其補集擴(kuò)大。
  • 膨脹和腐蝕：并不互為逆運算，可以級聯(lián)結(jié)合使用。

膨脹運算：

 

膨脹運算示意圖：

 

膨脹運算c語言實現(xiàn)

  • 水平膨脹：不處理左右兩邊
  • 垂直膨脹：不處理上下兩行
  • 全方位膨脹：不處理四周
　　　　　　　　　　   int Image[120][180];                   
                    memset(Image, 0, sizeof(Image));
                   
                //全方位膨脹運算
                            for (int i = 1; i < Use_ROWS-1; i++)
                            {
                                for (int j = 1; j < Use_Line - 1; j++)
                                {
                                    if (Image_Use[i][j] == 255 ||
                                        Image_Use[i][j + 1] == 255 ||
                                        Image_Use[i][j - 1] == 255)
                                    {
                                        Image[i][j] = 255;
                                    }

                                }
                            }
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