形态学操作

如题所述

第1个回答  2022-06-23

形态学操作是根据图像形状进行的简单操作。一般情况下对二值化图像进行的操作。需要输入两个参数,一个是原始图像,第二个被称为结构化元素或核,它是用来决定操作的性质的。两个基本的形态学操作是腐蚀和膨胀。他们的变体构成了开运算,闭运算,梯度等。

结构元素

图像处理经常要用到形态学操作,其中首先要获取结构元素。包括结构元素的大小及形状。

我们使用 Numpy 构建了结构化元素,它是正方形的。但有时我们需要构建一个椭圆形/圆形的核。为了实现这种要求,提供了 OpenCV函数 cv2.getStructuringElement()。你只需要告诉他你需要的核的形状和大小。

腐蚀 (erode)

定义E为欧氏空间,在二值图像A上使用B进行腐蚀运算的定义为:

其中 为B平移向量z得到。

在深蓝色正方形上使用圆盘进行腐蚀运算,结果为浅蓝色正方形。

腐蚀作用:可以用来消除小且无意义的物体。

参数意义如下:

例子

膨胀 (dilate)

定义E为欧氏空间,在二值图像A上使用B进行膨胀运算的定义为:

其中 为A平移向量b得到。

在深蓝色正方形上使用圆盘进行膨胀运算,结果为浅蓝色正方形,带有圆角。

膨胀作用:可以用来填补物体中的空洞。

参数意义同腐蚀。

例子

开运算
在数学形态学中,开运算 被定义为先腐蚀后膨胀。

其中 和 分别表示腐蚀和膨胀。

在深蓝色正方形上使用圆盘进行开运算,结果为浅蓝色正方形,带有圆角。

开运算作用:它被用来去除噪声

参数意义如下:

例子

闭运算

在数学形态学中,闭运算 被定义为先膨胀后腐蚀。

其中 和 分别表示腐蚀和膨胀。

在深蓝色区域(两个相连的正方形)上使用圆盘进行闭运算,结果为深蓝色和浅蓝色的并集。

闭运算作用:经常被用来填充前景物体中的小洞,或者前景物体上的小黑点。

cv2.MORPH_CLOSE代表闭运算,其他参数意义同开运算。

例子

形态学梯度
其实就是一幅图像膨胀与腐蚀的之差。

形态学梯度作用:提取前景物体的轮廓。

cv2.MORPH_GRADIENT代表形态学梯度,其他参数意义同开运算。

例子

礼帽
原始图像与进行开运算之后得到的图像的差。

例子

黑帽
进行闭运算之后得到的图像与原始图像的差。

例子

参考资料:
网址: https://en.wikipedia.org/wiki/Mathematical_morphology
书籍:《数字图像处理》《OpenCV-Python-Toturial-中文版》

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