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形态学变换

形态学变换主要是对二值图像进行处理,需要两个参数:原始图像,以及结构元。结构元决定了操作的性质,基本的操作为腐蚀和膨胀,他们的变体构成了开运算,闭运算等。

1. 腐蚀

把前景物体的边界腐蚀掉,但是前景仍然是白色的。卷积核沿着图像滑动,如果与卷积核对应的原图像的所有像素值都是1,那么中心元素就保持原来的像素值,否则就变为零。根据卷积核的大小靠近前景的所有像素都会被腐蚀掉(变为0),所以前景物体会变小,整幅图像的白色区域会减少。这对于去除白噪音很有用,也可以用来断开两个连在一块的物体。

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# Python
import cv2
import numpy as np
kernel = np.ones((5,5),np.uint8)
erosion = cv2.erode(img,kernel,iterations=1)

# C++
kernel = getStructuringElement(shape,kernel_size[,anchor]);// shape:MORPH_RECT/MORPH_CROSS/MORPH_ELLIPSE
erode(src,dst,kernel);

2. 膨胀

与腐蚀相反,与卷积核对应的原图像的像素值中只要有一个是1,中心元素的像素值就是1。所以这个操作会增加图像中白色区域(前景)。一般在去噪音时先腐蚀再膨胀,因为腐蚀再去掉白噪音的同时,也会使前景对象变小,所以我们再膨胀。这时噪音已经被去除,不会再回来了,但是前景还在并会增加,膨胀也可以用来连接两个分开的物体。

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# Python
dilation = cv2.dilate(img,kernel,iterations=1)

# C++
dilate(src,dst,kernel);

3. 开运算

先进行腐蚀再进行膨胀就叫做开运算,用来去除噪声。

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# Python
opening = cv2.morpologyEx(img,cv2.MORPH_OPEN,kernel)

# C++
morpologyEx(src,dst,MORPH_OPEN,kernel);

4. 闭运算

先腐蚀后膨胀,用来填充前景物体上的小洞。

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# Python
closing = cv2.morpologyEx(img,cv2.MORPH_CLOSE,kernel)

# C++
morpologyEx(src,dst,MORPH_CLOSE,kernel);

5. 形态学梯度

膨胀图与腐蚀图之差。

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# Python
gradient = cv2.morpologyEx(img,cv2.MORPH_GRADIENT,kernel)

# C++
morpologyEx(src,dst,MORPH_GRADIENT,kernel);

6. 顶帽运算

原图像与开运算之差。

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# Python
tophat = cv2.morpologyEx(img,cv2.MORPH_TOPHAT,kernel)

# C++
morpologyEx(src,dst,MORPH_TOPHAT,kernel);

7. 黑帽运算

闭图像与原图像之差。

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# Python
blackhat = cv2.morpologyEx(img,cv2.MORPH_BLACKHAT,kernel)

# C++
morpologyEx(src,dst,MORPH_BLACKHAT,kernel);