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1、精品文档 . 一形态学基础知识理解 形态学图像处理基本的运算包括：二值腐蚀和膨胀、二值开闭运算、骨架抽取、极限 腐蚀、击中击不中变换、形态学梯度、Top-hat 变换、颗粒分析、流域变换、灰值腐蚀和 膨胀、灰值开闭运算、灰值形态学梯度等。 1. 膨胀与腐蚀 最基本的形态学操作有二种：膨胀与腐蚀(Dilation与 Erosion)。膨胀是在二值图像 中“加长”和“变粗”的操作。这种方式和变粗的程度由一个结构元素组成的集合来控 制。腐蚀是“收缩”或“细化”二值图像中的对象。同样，收缩的方式和程度由一个结构 元素控制。腐蚀和膨胀是对白色部分（高亮部分）而言的，不是黑色部分。膨胀就是图像 中的高亮部
2、分进行膨胀，“领域扩张”，效果图拥有比原图更大的高亮区域。腐蚀就是原 图中的高亮部分被腐蚀，“领域被蚕食”，效果图拥有比原图更小的高亮区域。 常用的三种膨胀与腐蚀的组合：开运算、闭运算、击中或击不中变换。（1）开运算和 闭运算 : A 被 B的形态学开运算是A被 B腐蚀后再用B来膨胀腐蚀结果。其几何解释为：B 在 A内完全匹配的平移的并集。形态学开运算完全删除了不能包含结构元素的对象区域， 平滑了对象的轮廓，断开了狭窄的连接，去掉了细小的突出部分；（2）闭运算 : A 被 B的 形态学闭运算是先膨胀再腐蚀的结果，其几何解释为：所有不与A重叠的 B的平移的并 集。形态学闭运算会平滑对象的轮廓，与
3、开运算不同的是，闭运算一般会将狭窄的缺口连 接起来形成细长的弯口，并填充比结构元素小的洞。（3）击中击不中变换: 击中与击不中 变换先对目标图像进行目标结构元素的腐蚀操作；后对目标图像的对偶进行背景结构元素 的腐蚀操作；最后取两次结果的交集。 2. 重构 重构是一种涉及到两幅图像和一个结构元素的形态学变换。一幅图像，即标记 （marker ），是变换的开始点。另一幅图像是掩模（mask），用来约束变换过程。结构元 素用于定义连接性。 3. 灰度图像形态学 对于灰度图像来说，膨胀和腐蚀是以像素邻域的最大值和最小值来定义的。膨胀和腐 蚀可以组合使用，以获得各种效果。例如，从膨胀后的图像中减去腐蚀过
4、的图像可以产生 一个“形态学梯度”，可以用来度量图像局部灰度变化。 开运算和闭运算用于形态学平滑。由于开运算可以去除比结构元素更小的明亮细节， 闭运算可以去除比结构元素更小的暗色细节，所以它们经常组合在一起用来平滑图像并去 除噪声。 形态学图像处理方法构成了一组提取图像特征的有力工具。针对二值图像和灰度图像 的腐蚀、膨胀和重构的基本操作可以组合使用，以完成非常宽泛的处理任务。 精品文档 . 二. 本部分实验结果 图 1（a）包括残缺文本的输入图像 (b) 膨胀后的图像 （a）（b） （c）（d） 图 2（a）原图像；（ b）用半径为10 的圆盘腐蚀后的图像；（c）用半径为5 的圆盘腐蚀后的图像
5、； （d）用半径为20 的圆盘腐蚀后的图像 精品文档 . 图 3（a）原图像；（ b）开运算后的图像；（c）闭运算后的图像；（d）图像（ b）经闭运算后的结果 (a) (b) (c) (d) (e) (f) 图 4 (a) 带有杂散点的指纹图像；(b) 经开运算后的图像；(c)经开运算后再做闭运算所得到的图像(d) 对(c) 细化一次后的图像；(e) 对(c) 细化两次后的图像；(f) 对(c) 细化到稳定状态的图像； 精品文档 . 图 5 （a）骨头图像；（b）使用 bwmorph得到的骨骼 图 6（a）包含 10 个物体的图像（ b）叠置在相应连接分量上的质心（白色星号） （a）（b） （
6、c）（d） 精品文档 . （e）（f） 图 7 形态学重构：（ a）原图像；（ b）使用竖线腐蚀后的图像；（c）使用竖线做开运算后的结果； （d）使用竖线由重构做开运算后的结果；（e）填充的孔洞；（f）删除边界字符后的图像 （a）（b） （c）（d） 图 8 膨胀和腐蚀： (a)原图像； (b) 膨胀后的图像； (c) 腐蚀后的图像； (d) 形态学梯度 精品文档 . （a）（b） （c）（d） 图 9 使用开运算和闭运算进行平滑：（a）木暗钉的原图像；（b）使用半径为5 的圆盘执行开运算后图 像；（ c）经开运算再经闭运算后的图像；（d）交替顺序滤波后的图像 （a）（b） 精品文档 . （c）（d） （e）（f） 图 10 顶帽变换：（ a）原图像；（ b）经阈值处理后的图像；（c）经开运算后的图像；（d）顶帽变换； （e）经阈值处理后的顶帽变换图像（f）使用顶帽变换和底帽变换增强对比度 （a）（b） 精品文档 . （c）（d） （e）（f） （g）（h） 图 11 灰度重构的一个应用：（a）原图像；（ b）经开运算重构后的图像；（c）开运算后的图像；（d） 经顶帽重构后的图像；（e）经顶帽变换后的图像；（f ）对图像（ d）使用一条水平线开运算重构后的图 像；（ g）使用一条水平线对图像（f ）膨胀后的图像；（h）最后的重构结果