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理工大学毕业论文

基于形态学图像处理方法研究

摘要

数学形态学是一种基于集合论的方法和理论，它的基本思想是利用一个结构元素去探测一个图像，通过目标图像的形态变换实现结构分析和特征提取的目的。本论文围绕数学形态学图像处理方法，介绍了形态学在击中或击不中变换、图像的细化和粗化、图像重构和图像平滑方面的基本应用，重点对各种形态学图像边缘检测算法做了仿真实现，并和传统边缘检测算法做比较，最后对结果进行了分析。

关键词：形态学；图像处理；边缘检测

Abstract

Mathematicalmorphologyfoundedonsettheoryisanewmethodappliedinthefieldofimageprocessingandpatternrecognition.Itsprimeprincipleisusingacertainstructuringelementtomeasureandextractthecorrespondingforminanimagesothatwecananalyzeandrecognizetheimage.Thispaperfocusingonthemathematicalmorphologyimageprocessingmethodintroducesthemorphologicalapplicationsinhitormisstransform,imageofrefinementandcoarsening,imagereconstruction,imagesmoothing,focusesonavarietyofmorphologicalimageedgedetectionalgorithmtodothesimulationexperiments,andcomparestothetraditionaledgedetectionalgorithm.Finallytheresultswillbeanalyzed.

Keywords：morphology;imageprocessing;edgedetection

目录

TOC\o1-3\h\z\u第1章绪论 1

1.1形态学的研究现状 1

2.2形态学的研究目的和意义 2

第2章形态学基本理论 4

2.1形态学的研究内容 4

2.2二值图像形态学 5

2.2.1数字图像的表示及反射平移 5

2.2.2二值图像的腐蚀和膨胀运算 6

2.2.3二值形态膨胀和腐蚀运算的性质 8

2.2.4二值图像开运算和闭运算 9

2.2.5二值图像开闭运算性质 10

2.3灰度图像形态学 11

2.3.1灰度形态学理论基础 11

2.3.2灰度形态学腐蚀和膨胀运算 12

2.3.3灰度形态学腐蚀和膨胀运算性质 15

2.3.4灰度形态学开运算和闭运算 16

2.3.5灰度形态学开运算和闭运算性质 17

2.4软数学形态学 18

2.5模糊数学形态学 18

第3章形态学在图像处理的基本应用 19

3.1击中或击不中变换 19

3.2细化和粗化 19

3.3形态学重构 20

3.4形态学图像平滑 21

3.5图像的骨架化及边界像素值的测定 23

第4章基于形态学的图像边缘检测 24

4.1图像边缘的定义 24

4.2结构元素的确定 24

4.2.1结构元素的形状 25

4.2.2结构元素的尺寸 25

4.3形态学算法和传统算法的边缘检测比较 26

4.4基于单尺度单结构的抗噪型形态学边缘检测 30

4.5基于多尺度单结构的边缘检测 32

4.6基于单尺度多结构的边缘检测 34

4.7基于多尺度多结构的边缘检测 35

结论 36

参考文献 37

附录Ⅰ外文文献翻译 38

附录Ⅱ程序清单 68

致谢 76

第1章绪论

1.1形态学的研究现状

数学形态学历史可回溯到19世纪的Eular,SteinerCrofton和本世纪的Minkowski,Matheron和Serra。1964年法国的Matheron和Serra在积分几何的研究成果上，将数学形态学引入图像处理领域，并研制了基于数学形态学的图像处理系统[1]。1982年出版的专著