数学形态学在图象处理中的应用进展

数学形态学是一种非线性滤波方法,形态和差运算,即膨胀与腐蚀是数学形态学的基础,数学形态学已由二值形态学、灰度形态软数学形态学、模糊形态学发展到模糊软形态学,可用于抑制噪声、特征提取、边缘检测、图象分割、形状识别,纹理分析、图象恢复与重建等图象处理问题,在图象处理领域得到了越来越广泛的应用,本文结合目前的研究进展,对数学形态学的理论研究及其应用进展进行综述性阐述。     

基于多尺度彩色形态矢量算子的边缘检测

数学形态学在图象处理中已经得到广泛地应用，但传统的形态学常应用于二值图象处理，后来发展应用到灰度图象处理，对于其用于彩色图象处理的研究还不是很多，通过对传统的数学形态学的几何描述，以及对目前形态学在边缘检测中的应用分析，提出了一种新的多尺度的彩色形态矢量边缘检测算子，该方法是利用不同尺度形态边缘检测算子来检测不同尺度下的边缘强度，再对不同尺度下的边缘强度图进行合并，从而得到新的边缘强度图象，利用该算法对实际图象和合成图象进行了实验，将实验结果与传统的边缘检测算法相比较，由于新的多尺度彩色形态矢量算子能检测出更多的细节边缘，因此将更有利于图象的进一步分析处理，同时将实验图象人为地增加噪声后，再利用该算法进行实验，其结果表明，该算法对噪声具有很好的鲁棒性。     

一种基于数学形态学形态谱的图形形状分析判据

数学形态学(Mathematic Morphology)是一种重要的图象处理算法体系,其基本内容是借助     

基于HSV彩色空间的矢量形态学算子

在HSV彩色空间中,现有的矢量形态学算子对彩色像素的排序依据V、S、H顺序分层进行,从而违背了彩色图像中三个分量的平等原则,导致矢量形态学滤波算子难以去除彩色图像中由色调和饱和度分量引起的噪声,因此滤波算子性能较差.文中提出了一种基于HSV三分量混合运算的矢量形态学排序规则,并根据该规则定义了新的矢量形态学腐蚀、膨胀算子以及常用的矢量形态学滤波算子.实验结果表明,新的矢量形态学滤波算子较现有的矢量形态学滤波算子具有更强的噪声抑制性能,在保证图像不增加新的彩色像素的同时,去除了噪声并保留了图像细节,滤波后的图像具有较高的峰值信噪比和较小的均方根误差.     

彩色边缘检测在邮政函件图象处理中的应用

邮政部门迅速发展要求邮局的业务处理和数据管理的高度自动化,彩色边缘检测理论的发展及应用为邮政函件图象处理提供了有效的方法和手段。     

把彩色图象处理成由图案组成的二色图象

根据抖动原理,巧妙定义抖动矩阵,把彩色图象灰度比,结合特定图案的抖动矩阵对灰度图象进行二值化处理,最后使彩色图象变成了一幅有特殊图案组成的二色图象,并解决了抖动过程中的一些特殊问题。     

数学形态学的图象分割算法

图象分割在图象分析、机器视觉、目标识别中都将直接影响到后续的理解和识别工作。本文着重讨论了基于数学形态学变换的图象分割算法，提出了基于图象最大内切圆的数学形态学形状描述图象分割算法和基于目标最小闭包结构元素的数学形态学形状描述图象分割算法。     

一种基于数学形态学的小目标检测方法

提出一种基于数学形态学的远距离红外小目标自动检测的新方法，构造了由几种形态学运算组成的非线性算子。结合刚性小平面的三维分析技术，可快速检测红外图像序列中静止或运动的小目标。经实验证明，与传统的小目标检测算法相比，该方法具有速度快，抗噪性好等方面的优越性。     

基于数学形态学分形几何图的产生

我们已经讨论过采用概率逻辑神经网产生一类自（互）相似（分形）图的方法，本文将采用数学形态学的方法，产生类似的分形几种图，并讨论不同产生方法所具有的特点。     

Vector Ordering and Morphological Operations for Colour Image Processing: Fundamentals and Applications

: The extension of concepts of greyscale morphology to colour image processing requires the use of a proper ordering of vectors (colours) and the definitions of infimum and supremum operators in an appropriate colour space. In this paper, a new approach to colour image morphology is proposed. It is based on a new ordering of vectors in the HSV colour space that is partial ordering. The proposed approach is hue preserving, and it is not a component-wise technique. Its basic characteristic is that it is compatible to the standard greyscale morphology: its fundamental and secondary operations possess the same basic properties as their greyscale counterparts, and furthermore, it is identical to greyscale morphology when it is applied to greyscale images. Examples that illustrate the application of the defined operations to colour images are provided. Moreover, the usefulness of the new method in various colour image processing applications, such as colour image edge detection, object recognition, vector top-hat filtering and skeleton extraction, is demonstrated. Received: 14 July 2000, Received in revised form: 24 April 2001, Accepted: 19 June 2001     

矢量自对偶形态学滤波算子

自对偶形态学算子不依赖形态学腐蚀、膨胀算子的先后次序, 是一种等同处理图像背景和前景的形态学算子. 而将自对偶形态学算子拓展到多通道图像处理是一个难题. 为了解决该问题, 提出了基于极值约束的矢量自对偶形态学滤波算子(EC-VSDMF). 首先根据对称矢量排序算法构建满足对偶性的矢量形态学算子, 然后依据形态学算子中的极值原理优化矢量集合, 从而有效抑制矢量集合中包含单通道极值的矢量作为输出结果, 最终实现了具有约束功能的矢量自对偶形态学滤波算子(VSDMF). 实验结果表明, EC-VSDMF继承了传统自对偶形态学滤波算子的性质, 将其应用于彩色图像滤波可以改善现有矢量形态学滤波算子导致滤波后图像亮度和色度发生偏移的问题. 滤波后的图像在有效抑制噪声的同时较好地保留了图像细节, 滤波性能甚至超过了多种现有的矢量中值滤波算子.     

一种形态学彩色图像多尺度分割算法

为了对彩色图像进行快速有效的分割，提出了一种用于分割彩色图像的多尺度形态学算法。该算法首先用基于张量梯度的彩色分水岭算法来得到初始分割结果，即局部水平集连通区域，并综合考虑了面积和色彩计算区域间的相似性，构造了区域间的RAG（region adjacency graph）和NNG（nearest neighbor nraph），用于后续形态学处理；接着，基于HSV空间中的色彩全序关系，定义了彩色形态算子；然后采用顶点塌缩算法实现的彩色形态学开闭算子生成了所需的非线性尺度空间；最后，利用图像中的极值点与物体间的对应关系，逐级提取图像中包含的物体来得到分层级的表示，并用区域在不同尺度下熵的变化来决定尺度树的构成，从而完成了彩色图像的分割。试验结果表明，该算法不仅具有出色的形状保持能力，而且可提高计算效率。     

基于交叉视觉皮质模型二值图像形态学算法

交叉视觉皮质模型(ICM)的神经元受到二值图像中背景信息的激发并将点火信息在神经网络中并行传播,根据ICM具有相似神经元同步激发从而产生脉冲输出的特性,研究和实现了图像形态学的腐蚀、膨胀和骨架化.实验结果表明,利用ICM对二值图像处理的结果等同于数学形态学中的处理结果,且较传统数学形态学中的处理效率平均快3～5倍.     

基于矢量Prewitt算子的多尺度彩色图象边缘检测方法

在矢量Ｐｒｅｗｉｔｔ算子的基础上,引入多凡度组合正则化处理,提出了一种新的彩色图象边缘检测方法,实验表明,若对检测精度,边缘完整性,抗噪性等方面进行综合评价,该方法优于标量算子和单一尺度下的矢量算子。     

软形态学算子在医学图像边缘检测中的应用研究

简要介绍了软数学形态学的基本原理及形态学在图像边缘检测中的应用.利用软数学形态学中基本算子构造了一种新的边缘检测器,并将其用于医学图像的边缘检测.仿真结果表明,该边缘检测器可以较好地去除噪声并同时进行边缘检测.     

一种灰度形态算子的构造方法

提出了采用灰度结构元图像的灰度形态算子的构造方法。所构造的形态算子采用了适合灰度结构元图像与灰度图像间操作的结构，其相应的操作具有较明确的物理解释，从而适合招待灰度图像处理任务。     

一种用于数字图象传感器的彩色插值算法

由于物理结构的限制 ,单片 CCD和 CMOS彩色图象传感器在每个像素的位置上只能采集一个颜色分量 ,其余两个颜色分量只能通过插值的办法得到 .鉴于通常的线性插值方法容易使图象的边缘变得模糊 ,并可能出现较为明显的颜色失真 ,而一些新方法尽管可以得到较高质量的插值图象 ,然而运算的复杂性限制了它们的应用 .为此提出了一种在色差空间进行插值的算法 ,以代替普通颜色空间的插值 ,同时用基于有理函数的插值算子来代替普通的线性算子 ,并通过后处理来进一步提高插值图象的质量 .由于色差空间的插值考虑了不同颜色分量间的耦合性 ,并利用了有理函数插值算子固有的边缘自适应特性 ,因而得到了较好的效果 .该方法另外的一个优点是计算速度较快 .实验结果表明 ,该该算法是有效的 .     

基于Sugeno模糊积分的形态学彩色图像处理

在Sugeno模糊积分和柔性多结构基础上,提出新的彩色图像形态学滤波器和边缘检测方法。基于Sugeno模糊积分的评价值进行彩色图像点的矢量排序,通过结构元素的比较分析,得出柔性多结构元素抗噪声能力更强。与基于HSV矢量排序的方法比较,基于Sugeno模糊积分矢量排序的形态学变换效果更好。实验表明,新的形态学算法比经典形态学算法能更有效地去除图像的噪声和获取彩色图像边缘,保留图像细节。