二值圖像的膨脹運(yùn)算及其VC實(shí)現(xiàn)(共6頁)

1、二值圖像的膨脹(png zhng)運(yùn)算及其VC實(shí)現(xiàn)(shxin) 本文主要對二值圖像膨脹(png zhng)的定義、原理以及VC下實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行總結(jié)，并通過圖像處理結(jié)果對圖像膨脹操作的功能以及使用場合進(jìn)行討論。1、定義 參考岡薩雷斯的經(jīng)典教材，對Z空間中的集合A和B，使用B對A進(jìn)行膨脹，可定義為： 可以理解膨脹過程為：首先得到膨脹結(jié)構(gòu)元素相對于自身原點(diǎn)（按照本人的理解，對于對稱的結(jié)構(gòu)元素，原點(diǎn)為其對稱中心，對于非對稱的結(jié)構(gòu)元素，原點(diǎn)由工程師根據(jù)相應(yīng)的應(yīng)用制定）的映射，然后根據(jù)此映射的z平移，如果結(jié)構(gòu)元素的映射與集合A交集非空，則z屬于膨脹后的集合。 按照本人的理解，這個定義(dngy)的意思就是

2、從圖像的第一個像素點(diǎn)開始依行遍歷(bin l)全部(qunb)像素，在每個像素點(diǎn)上，移動結(jié)構(gòu)元素B的映射的中心與其重合，然后判斷此位置的結(jié)構(gòu)元素是否有對A集合的覆蓋，如果有，則保留這個點(diǎn)，否則對此點(diǎn)取反（按照如下的符號約定，即將改點(diǎn)灰度值設(shè)置為0）。2、灰度值及邏輯約定 1）二值圖像中，所有黑色像素的集合是圖像完整的形態(tài)學(xué)描述 2）對于二值化后的圖像：黑色表示灰度為0，白色表示灰度為255 3）對于形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)元素：黑色代表1，白色表示0 4）值為1的點(diǎn)組成完整的形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)元素3、VC實(shí)現(xiàn)灰度圖的二值膨脹 首先貼上代碼，然后再進(jìn)行說明。作者實(shí)現(xiàn)的代碼如下：/*函數(shù)名稱：*DilationAlgo

3、rithm()*輸入?yún)?shù):*pGrayMat:二值圖像數(shù)據(jù)*pErosionMat:輸出的腐蝕圖像數(shù)據(jù)*width:圖形尺寸寬度*height:圖形尺寸高度*nWindows:腐蝕操作結(jié)構(gòu)元素尺寸，當(dāng)nWindows=3時，如下：*111*111*111*返回值:*無*函數(shù)(hnsh)說明:實(shí)現(xiàn)圖像形態(tài)學(xué)算子(sun z)膨脹*/voidCDilationDlg:DilationAlgorithm(CvMat*pGrayMat,CvMat*pErosionMat,intwidth,intheight,intnWindows)intnSize=(int)(nWindows/2);for(inti

4、=0;iheight;i+)for(intj=0;jwidth;j+)intnFlag=1;/用于控制(kngzh)循環(huán)跳出for(intm=i-nSize;m=i+nSize;m+)for(intn=j-nSize;n=0)&(m=0)&(nwidth)doublenData=cvmGet(pGrayMat,m,n);if(nData=0)/如果覆蓋區(qū)域有一個黑點(diǎn)，則設(shè)置保留當(dāng)前結(jié)構(gòu)元素中心點(diǎn)nFlag=0;break;if(nFlag=0)break;if(nFlag=0)doublenData=0;cvmSet(pErosionMat,i,j,nData);elsedoublenData

5、=255;cvmSet(pErosionMat,i,j,nData); 對程序?qū)崿F(xiàn)的主要說明(shumng)如下： 1）選擇腐蝕結(jié)構(gòu)元素：本文對結(jié)構(gòu)元素的選取不做過多的討論，采用最簡單常見(chn jin)的正方形結(jié)構(gòu)元素，其全部像素均為1。這樣一個結(jié)構(gòu)元素相對(xingdu)于其原點(diǎn)的映射還是自身，因此在代碼實(shí)現(xiàn)中沒有進(jìn)行相關(guān)的反射操作。所實(shí)現(xiàn)的函數(shù)DilationAlgorithm中最后一個參數(shù)用于控制結(jié)構(gòu)元素尺寸。 2）邊界處理：由于結(jié)構(gòu)元素有一定的尺寸，因此當(dāng)結(jié)構(gòu)元素中心移動到圖像邊緣的若干個像素時，可能有一部分的結(jié)構(gòu)元素超出了圖像邊界，這是本程序的處理方法是：將圖像進(jìn)行虛擬擴(kuò)充，擴(kuò)充

6、的元素灰度值全部填255(根據(jù)上文定義，即為無意義的白色像素填充). 3）原始圖像選擇：所選擇圖片是白底上面有幾個離散的黑點(diǎn)。這樣可容易看出經(jīng)過膨脹后黑點(diǎn)相對大小的變化。4、膨脹結(jié)果分析 顧名思義，腐蝕操作可以使得圖像減小“一圈”，同時腐蝕操作能夠?qū)D像中較小的細(xì)節(jié)消除掉（效果與結(jié)構(gòu)元素形狀和尺寸有關(guān)）。以下是程序運(yùn)行的結(jié)果。（為了能使得圖像看起來清晰一點(diǎn)，對每幅圖的前景和背景進(jìn)行了反色處理）圖1 待處理圖像(t xin)反色結(jié)果圖2 膨脹結(jié)果反色（結(jié)構(gòu)(jigu)元素尺寸為3）圖3 膨脹(png zhng)結(jié)果反色（結(jié)構(gòu)元素尺寸為11） 對比(dub)圖2與圖1可以看出，經(jīng)過尺寸為3的結(jié)構(gòu)元素膨脹后，4個孤立的點(diǎn)尺寸都變大了，這說明了膨脹操作能夠根據(jù)結(jié)構(gòu)元素對圖像中的有效像素進(jìn)行擴(kuò)充； 另外，對比圖2與圖3可以看到，當(dāng)結(jié)構(gòu)元素尺寸增大到11時，圖中白色圓圈范圍內(nèi)的兩個點(diǎn)集被膨脹為一個點(diǎn)，這說明了膨脹操作可以將小的裂縫橋接起來，根據(jù)這個功能我們能夠?qū)D像斷裂進(jìn)行恢復(fù)。 需要注意(zh y)的是，當(dāng)結(jié)構(gòu)元素不是對稱的時候，必須要對元素先進(jìn)行自身映射，不然得到的結(jié)果是不合理