Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Анализ изображений и видео. Морфологическая обработка изображений

  • Be the first to comment

Анализ изображений и видео. Морфологическая обработка изображений

  1. 1. Анализ изображений и видео Наталья Васильева nvassilieva@hp.com HP Labs Russia 5 октября 2012, Computer Science Center Лекция 3: Морфологическая обработка изображений
  2. 2. 2 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Вопросы (время на ответы 15 минут) 1. К исходному изображению применяется усредняющая маска для подавления шума, а затем маска лапласиана для улучшения мелких деталей. Изменится ли результат, если поменять очередность этих операций? 2. С помощью какой операции можно полностью удалить из изображения изолированные темные или светлые небольшие области? Каким должен быть размер маски, если известно, что размер таких областей не превосходит n пикселей? 3. Покажите, что второй проход операции эквализации гистограммы даст точно тот же результат, что и после первого прохода. 4. Совместное использование процедур фильтрации с усилением высоких частот и эквализации гистограммы является эффективным методом повышения резкости и улучшения контраста. Влияет ли порядок на окончательный результат? Почему?
  3. 3. 3 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Математическая морфология • Обработка изображений на языке теории множеств • Теория и техника анализа геометрических структур • Первые работы: Jean Serra, Georges Matheron (1964) • Бинарная морфология  Z2 • Элемент множества – точка с координатами (x,y), принадлежащая объекту на изображении •Трехмерная морфология (grayscale morphology)  Z3 • Элеимент множества – точка (x, y, z), (x, y) – координаты точки на изображении, z - яркость точки
  4. 4. 4 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Базовые операции теории множеств
  5. 5. 5 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Отражение и перенос }|{ˆ BbbB ∈−= }|{ AazaAz ∈+= Центральное отражение: Параллельный перенос:
  6. 6. 6 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Структурный элемент Структурный элемент – некоторое двоичное изображение произвольной формы с выделенным начальным элементом (origin) При морфологической обработке происходит зондирование (probing) исходного изображения структурным элементом
  7. 7. 7 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Основные операции математической морфологии Dilation – расширение, наращивание Erosion – эрозия, сужение Opening – размыкание, открытие (сглаживание по отношению к объекту) Closing – замыкание, закрытие (сглаживание по отношению к фону) Базовые: Производные:
  8. 8. 8 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Расширение, наращивание, дилатация Dilation Расширение множества А по множеству В: B – структурный примитив (элемент), структурообразующее множество
  9. 9. 9 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Dilation: примеры
  10. 10. 10 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Dilation: примеры 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0
  11. 11. 11 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Применение расширения
  12. 12. 12 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Erosion Эрозия Эрозия множества А по множеству В: B – структурообразуещее множество (примитив)
  13. 13. 13 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Эрозия: примеры
  14. 14. 14 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Эрозия: примеры 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
  15. 15. 15 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Применение расширения и эрозии Расширение – заполнение «дырок» определенной формы и размера, задаваемыми структурным элементом Эрозия – удаление объектов определенной формы и размера, задаваемыми структурным элементом Цель: заполнение «дырок», удаление объектов без «побочных» эффектов на остальных объектах изображения Решение: комбинирование расширения и эрозии с одним и тем же структурным элементом
  16. 16. 16 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Пример
  17. 17. 17 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Размыкание, открытие Opening Размыкание множества А по множеству В: • сглаживает контуры объекта • обрывает узкие перешейки • ликвидирует узкие выступы
  18. 18. 18 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Opening BBABA −⊕=• )(
  19. 19. 19 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Замыкание, заткрытие Closing Замыкание множества А по множеству В: • сглаживает контуры объекта • «заливает» узкие разрывы и узкие углубления • ликвидирует небольшие отверстия • заполняет промежутки контура
  20. 20. 20 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Closing BBABA −⊕=• )(
  21. 21. 21 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Свойства Opening (i) (ii) (iii) (A°B)°B = A°B Closing (i) (ii) (iii) (A•B)•B = A•B ABA ⊂ BDBCDC  ⊂⇒⊂ BAA •⊂ BDBCDC •⊂•⇒⊂
  22. 22. 22 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.
  23. 23. 23 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Преобразование «успех/неудача» Hit-or-Miss Transform Задача – найти на изображении местоположение объектов заданной формы Используется составной структурный элемент: B1 – для выделения объекта, B2 – для выделения фона B1 fits the object while B2 misses the object (fits the background)
  24. 24. 24 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Задача – найти местоположение фигуры X
  25. 25. 25 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Как можно выделить границу объекта с помощью морфологических операций? Выделение границ
  26. 26. 26 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Заполнение областей ,...3,2,1)( 1 =∩⊕= − kABXX c kk
  27. 27. 27 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Выделение связных компонент Y – искомая связная компонента p – произвольная точка из Y
  28. 28. 28 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Построение выпуклой оболочки где
  29. 29. 29 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Утончение c BAA BAABA )( )( ∗∩= ∗−=⊗
  30. 30. 30 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Утолщение
  31. 31. 31 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Построение остова K k k ASAS 0 )()( = ∪= BkBAkBAASk )()()( −−−= })(|max{ Φ≠−= kBAkK ))(( 0 kBASA k K k ⊕∪= =
  32. 32. 32 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Усечение }{1 BAX ⊗= AHXX ∩⊕= )( 23 314 XXX ∪= )( 1 8 1 2 k k BXX ∗∪= = H
  33. 33. 33 © Copyright 2012 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Заключение • Базовые морфологические операции • Расширение, эрозия • Производные морфологические операции • Размыкание • Замыкание • «Успех/неудача» • Построение выпуклой оболочки • Построение остова • Усечение

×