przetwarzanie i rozpoznawanie obraz w n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Przetwarzanie i rozpoznawanie obrazów PowerPoint Presentation
Download Presentation
Przetwarzanie i rozpoznawanie obrazów

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 77

Przetwarzanie i rozpoznawanie obrazów - PowerPoint PPT Presentation


  • 200 Views
  • Uploaded on

Przetwarzanie i rozpoznawanie obrazów. Przekształcenia morfologiczne. Przekształcenia morfologiczne są podstawowym narzędziem analizy obrazu, ponieważ pozwalają na wykonanie najbardziej złożonych operacji, takich jak analiza kształtu cząstek, detekcja ich wzajemnego położenia itp.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Przetwarzanie i rozpoznawanie obrazów' - xalvadora


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
przetwarzanie i rozpoznawanie obraz w
Przetwarzanie i rozpoznawanie obrazów

Przekształcenia morfologiczne

slide2

Przekształcenia morfologiczne są podstawowym narzędziem analizy obrazu, ponieważ pozwalają na wykonanie najbardziej złożonych operacji, takich jak analiza kształtu cząstek, detekcja ich wzajemnego położenia itp.

Za ich pomocą możliwe jest również przeprowadzenie złożonych procesów symulacji (np. symulacja wzrostu cząstek).

Przekształcenia morfologiczne modyfikują tylko tą część punktów obrazu, których otoczenie jest zgodne z pewnym wzorcem.

Istotą każdej operacji morfologicznej jest tzw. element strukturalny, który można też nazwać wzorcem lub szablonem. W elemencie strukturalnym określony jest punkt środkowy, oznaczający położenie piksela poddawanego analizie oraz zespół punktów otaczających.

slide3

Przekształcenie morfologiczne polega na:

  • przyłożeniu centralnego punktu elementu strukturalnego kolejno do wszystkich punktów obrazu,
  • sprawdzeniu, czy lokalna konfiguracja pikseli odpowiada wzorcowi zapisanemu w elemencie strukturalnym,
  • wykonaniu określonej dla danego przekształcenia operacji w wyniku stwierdzenia takiej zgodności (zazwyczaj sprowadza się to do zmiany koloru lub odcienia danego punktu).
slide4

Poniżej przedstawione zostały najprostsze elementy strukturalne dla siatek:

kwadratowej i heksagonalnej:

gdzie: 0 — punkt czarny,

1 — punkt biały.

wa niejsze przekszta cenia morfologiczne
Ważniejsze przekształcenia morfologiczne:

Erozja

Dylatacja

Otwarcie

Zamknięcie

Detekcja szczytów

Detekcja dolin

Szkieletyzacja

Obcinanie gałęzi

Ścienianie

erozja
Erozja
  • Gdy weźmiemy nieregularny obszar (figurę) X oraz element strukturalny zdefiniowany jako koło B o promieniu r.
  • Erozję figury X elementem B możemy zdefiniować na dwa równoważne sposoby:
  • figura zerodowana to zbiór środków wszystkich kół o promieniu r, które w całości zawarte są we wnętrzu obszaru X,
  • koło B przetaczamy po wewnętrznej stronie brzegu figury X, a kolejne położenia jego środka wyznaczają brzeg figury zerodowanej.
slide8

Przy takiej definicji erozji jako punkt środkowy elementu strukturalnego przyjmowany jest środek koła.

W rzeczywistym obrazie komputerowym złożonym z pojedynczych punktów siatki, uzyskanie koła jednostkowego jest niemożliwe.

Jego przybliżeniem może być, w zależności od zastosowanej siatki, kwadrat lub element heksagonalny

slide9

Przybliżeniem koła jednostkowego może być, w zależności od zastosowanej siatki, kwadrat lub element heksagonalny:

Erozja o wielkości jednostkowej polega na usunięciu wszystkich tych punktów obrazu o wartości 1, które posiadają, choć jednego sąsiada o wartości 0.

Wielkość erozji może być oczywiście różna, a jej miarą jest wielkość elementu strukturalnego.

przyk ady
Przykłady:

ima = imerode(im,se); se = strel('square',3);

element strukturalny 5x5
Element strukturalny 5x5:

ima = imerode(im,se); se = strel('square',5);

inne elementy strukturalne
Inne elementy strukturalne:

ima = imerode(im,se); se = strel('line',10,45);

ilustracja erozji obrazu wieloodcieniowego
Ilustracja erozji obrazu wieloodcieniowego:

Erozja obrazów wieloodcieniowych jest definiowana jako filtr minimalny

przyk ady erozji obrazu wieloodcieniowego
Przykłady erozji obrazu wieloodcieniowego:

ima = imerode(im,se); se = strel('square',3);

element strukturalny 5x51
Element strukturalny 5x5:

ima = imerode(im,se); se = strel('square',5);

n ajwa niejsz e cech y erozji
Najważniejsze cechy erozji:
  • zdolność do eliminacji drobnych szczegółów (odizolowanych punktów, małych cząstek oraz wąskich wypustów) i wygładzania brzegu figury (niestety, kosztem pewnego jej zmniejszenia),
  • zdolność do podziału niektórych cząstek, posiadających wyraźne przewężenia, na kilka odrębnych obszarów,
  • addytywność przekształcenia,
  • możliwość wpływu na wynik operacji poprzez dobór odpowiednich elementów strukturalnych.
dylatacja
Dylatacja
  • Dylatacja stanowi przekształcenie odwrotne do erozji. Zatem gdy analizujemy pewien obraz zawierający figurę X oraz kołowy element strukturalny B dylatację można zdefiniować na dwa sposoby:
  • figura po dylatacji jest zbiorem środków wszystkich kół B, których choć jeden punkt pokrywa się z jakimkolwiek punktem figury wyjściowej,
  • koło B przetaczamy po zewnętrznej stronie brzegu figury, a kolejne położenia jego środka wyznaczają brzeg figury po dylatacji.
slide47

Element dylatacji strukturalny możemy zdefiniować jako:

Można zauważyć, że zewnętrzna strona brzegu figury jest równocześnie wewnętrzną stroną jej negatywu.

Zatem dylatację można zdefiniować dodatkowo jako negatyw erozji negatywu obrazu.

n ajwa niejsz e cech y dylatacji
Najważniejsze cechydylatacji:

Dylatacja zamyka małe otwory i wąskie „zatoki”, przy jednoczesnym zwiększeniu powierzchni przekształcanej figury, co niekiedy prowadzi do sklejania cząstek

Dylatacja obrazów wieloodcieniowych jest filtrem maksymalnym

przyk ady dylatacji obrazu wieloodcieniowego
Przykłady dylatacji obrazu wieloodcieniowego:

ima = imdilate(im,se); se = strel('square',3);

schemat otwarcia
Schemat otwarcia:

Otwarcie jest złożeniem erozji i dylatacji

schemat zamkni cia
Schemat zamknięcia:

Zamknięcie jest złożeniem dylatacji i erozji.

cechy otwarcia i zamkni ci a
Cechy otwarcia i zamknięcia:
  • a) w przypadku obrazów binarnych:
  • otwarcie usuwa drobne obiekty i drobne szczegóły, takie jak półwyspy i wypustki, nie zmieniając wielkości zasadniczej części figury, może też rozłączyć niektóre cząstki,
  • zamknięcie wypełnia wąskie wcięcia i zatoki oraz drobne otwory wewnątrz cząstki, nie zmieniając wielkości zasadniczej części figury, może też połączyć niektóre cząstki,
  • obydwie operacje nie zmieniają kształtu ani wymiarów dużych cząstek o wyrównanym, gładkim brzegu;
cechy otwarcia i zamkni ci a1
Cechy otwarcia i zamknięcia:
  • b) przy obrazach wieloodcieniowych:
  • obydwa przekształcenia powodują pewne rozmycie szczegółów obrazu, przy czym dotyczy ono przy otwarciu głównie miejsc jasnych, zaś przy zamknięciu — ciemnych,
  • rozmycie to wynika z usunięcia bądź „zalania” szczegółów analogicznie jak w przypadku obrazów binarnych
slide66
Szkieletyzacja: a) obraz wyjściowy, b) szkielet przy siatce kwadratowej c) szkielet przy siatce heksagonalnej:
slide67

Szkieletyzację przeprowadza się za pomocą przekształcenia zwanego ścienianiem. Można ją przeprowadzić przy pomocy ścieniania obrotowym elementem strukturalnym o symbolu L:

Szkieletyzacja pozwala między innymi na określenie orientacji długich cząstek, klasyfikację cząstek na podstawie ich kształtu, wyznaczenie linii środkowej grubszych linii, itp..

slide68
Procedura obcinania gałęzi: a) obraz wyjściowy, b) szkielet,c) szkielet po częściowym i d) całkowitym obcięciu gałęzi:
slide69

Szkielety są bardzo czułe na poszarpania brzegów figury, co powoduje powstanie licznych dodatkowych, krótkich gałęzi szkieletu. Algorytm obcinania gałęzi polega na ścienianiu szkieletu następującym wirującym elementem strukturalnym o symbolu E:

  • Obcinanie gałęzi szkieletu wykazuje kilka charakterystycznych cech:
  • nie zostaną nigdy usunięte zamknięte pętle,
  • nigdy nie zostaną obcięte gałęzie, których obydwa końce przecinają brzeg obrazu,
  • pozostałe gałęzie zostają usunięte w stopniu zależnym jedynie od liczby powtórzeń, do całkowitej eliminacji włącznie.
bw 2 bwmorph bw 1 operation
bw2 = bwmorph(bw1,operation)

'clean' Remove isolated pixels (1's surrounded by 0's)

'close' Perform binary closure (dilation followed by erosion)

'dilate' Perform dilation using the structuring element ones(3)

'erode' Perform erosion using the structuring element ones(3)

'open' Perform binary opening (erosion followed by dilation)

slide71

'skel' With N = Inf, remove pixels on the boundaries of objects without allowing objects to break apart

'spur' Remove end points of lines without removing small objects completely

'thicken' With N = Inf, thicken objects by adding pixels to the exterior of objects without connected previously unconnected objects

'thin' With N = Inf, remove pixels so that an object without holes shrinks to a minimally connected stroke, and an object with holes shrinks to a ring halfway between the hold and outer boundary