____tz_zs筆記

形態學

形態學（morphology）一詞通常表示生物學的一個分支，該分支主要研究動植物的形態和結構。而我們圖像處理中指的形態學，往往表示的是數學形態學。

數學形態學（Mathematical morphology） 是一門建立在格論和拓撲學基礎之上的圖像分析學科，是數學形態學圖像處理的基本理論。其基本的運算包括：二值腐蝕和膨脹、二值開閉運算、骨架抽取、極限腐蝕、擊中擊不中變換、形態學梯度、Top-hat變換、顆粒分析、流域變換、灰值腐蝕和膨脹、灰值開閉運算、灰值形態學梯度等。

數學形態學以形態結構元素為基礎對圖像進行分析的數學工具。數學形態學的應用可以簡化圖像數據，保持它們基本的形狀特征，并除去不相干的結構。通常用于處理二值圖像。

形態學目的

• 圖像預處理（去噪聲，簡化形狀）
• 增強物體結構（抽取骨骼，細化，粗化，凸包，物體標記）
• 從背景中分隔物體
• 物體量化描述（面積，周長，投影，Euler-Poincare特征）

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腐蝕和膨脹

首先需要注意，腐蝕和膨脹是對白色部分（高亮部分）而言的，不是黑色部分。膨脹就是圖像中的高亮部分進行膨脹，“領域擴張”，效果圖擁有比原圖更大的高亮區域。腐蝕就是原圖中的高亮部分被腐蝕，“領域被蠶食”，效果圖擁有比原圖更小的高亮區域。

腐蝕和膨脹基本上是所有形態學操作的基礎，除此之外還有補集（即二值圖全部取反的操作，0變1，1變0），和反射（將所有坐標去反）。

膨脹：

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• 橋接縫隙（縫隙點為0，且寬度比SE的寬度小）
• 消除細小的黑點（二值圖像中的0，黑點比SE小）

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腐蝕：

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• 消除“橋梁”（細線裝的白色條紋，值為1，寬度小于SE的寬度）
• 消除細小的白點（二值圖像中的1，白點比SE小）

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開操作和閉操作

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簡單來說所謂開操作和閉操作就是把腐蝕和膨脹結合起來，先腐蝕后膨脹就是開，膨脹后腐蝕就是關。

開操作，一般會平滑物體輪廓，斷開較窄的狹頸（細長的白色線條），所以叫開，并消除細小的突出物。

閉操作，一般也會平滑物體輪廓，但與開操作相反，彌合較窄的間斷和細長的溝壑，所以叫閉，消除小的空洞，填補輪廓線的中的斷裂。

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# -*- coding: utf-8 -*- """ @author: tz_zs 數學形態學 """import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from scipy import ndimagesquare = np.zeros((32, 32)) square[10:15, 10:20] = 1 square[16:20, 10:20] = 1 square[22:28, 10:20] = 1square[4:8, 10] = 1 square[4:8, 12] = 1x, y = (np.random.random((2, 15)) * 32).astype(np.int) square[x, y] = 1plt.imshow(square) plt.show() # 圖1# 腐蝕 square_erosion = ndimage.binary_erosion(square) plt.imshow(square_erosion) plt.show() # 圖2# 膨脹 square_dilation = ndimage.binary_dilation(square) plt.imshow(square_dilation) plt.show() # 圖3# 開運算 square_open = ndimage.binary_opening(square) plt.imshow(square_open) plt.show() # 圖4# 閉運算 square_closing = ndimage.binary_closing(square) plt.imshow(square_closing) plt.show() # 圖5

·圖1

·圖2

·圖3

·圖4

·圖5

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參考資料：

https://blog.csdn.net/poem_qianmo/article/details/23710721

https://blog.csdn.net/tonyshengtan/article/details/42119773

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【scipy】 scipy.ndimage 数学形态学（Mathematical morphology）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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