《二值图象的形态分析算法.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《二值图象的形态分析算法.doc（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第三章 二值图象的形态分析算法3.1击中击不中变换 在图象分析中，同时探测图象的内部和外部，而不仅仅是局限于探测图象的内部或图象的外部，对于研究图象中物体与背景之间的关系，往往会起到很好的效果。一个物体的结构一般可以通过物体内部各种成分之间的关系来确定。为了研究物体(在这里指图象)的结构，可以逐步地利用各种成分(如各种结构元素)对其进行检验，指定哪些成分包括在图象内，哪些包括在图象外，从而最终确定图象的结构。击中元素就是在这个意义上提出来的。在第二章提到的各种运算中，运算原理本质上均是基于结构元素是否全部包含在集合A或它的补集Ac中，而实际中还存在一些中间状态，即结构元素与A和Ac均相交。在
2、上述运算中，对它们均采取一致的政策而不管相交的结构。然而在实际中，这些相交结构常常会包含丰富的信息。为提取特定的相交结构信息，采用击中击不中变换可以达到此目的。数学形态学里的击中击不中变换是形状检测的一种基本工具。 当利用结构元素腐蚀一幅图象时，腐蚀的过程相当于对可以填入结构元素的位置作标记的过程。虽然标记点取决于原点在结构元素中的相对位置，但输出图象的形状则与此无关。这是因为改变原点的位置，仅仅会导致输出结果发生平移。同样的结论也适合于腐蚀的对偶运算膨胀。膨胀是对图象补集作腐蚀运算所得结果的补集。击中击不中变换(也称Serra变换)3-4在一次运算中同时可以捕获到内外标记。击中击不中变换需要
3、两个结构基元C和D，这两个基元被作为一个结构元素对B=(C，D)，一个用来探测图象内部，另一个用来探测图象外部，其定义为:由定义可见，击中运算相当于一种条件比较严格的模板匹配。它不仅指出被匹配点所应满足的性质，即模板的形状，同时也指出这些点所不应满足的性质，即对周围环境背景的要求。即A*B的集合包含同时满足下列条件的点:C在A中找到一个匹配(击中);D在A的补集中找到一个匹配(对A击不中)。A*B的集合还可以这样描述:当且仅当C平移到某一点时可填入A的内部，D平移到该点时可填入A的外部时，该点才在击中击不中变换的输出中。显然，C和D应当是不连接的，即CD=，否则便不可能存在两个结构元素可同时填
4、入的情况。因为击中击不中变换是通过将结构元素填入图象及其补集完成运算的，故它通过结构元素对探测图象和其补集之间的关系。变换过程如图3.1所示:C(击中结构元素) D(击不中结构元素)输入图象 击中击不中输出图3.1击中击不中变换根据腐蚀的定义，我们还可以将击中击不中变换表示为: A*B=x: C+xA;D+xAc (3 .2) 若C为空集，条件D+xAc永远成立，则上式变为: A*B=x:C+xA=AB (3.3)因此，腐蚀可以看作是击中击不中变换的一个特例。 击中击不中变换可广泛用于细化、形状识别与定位5。根据击中击不中变换的定义，我们可构造这样一个例子。设有一个集合A，对于给定的图象X，假
5、定X中有包括A在内的多个不同物体。我们的目的是识别和定位其中的A物体。此时，取一个比A稍大的结构元素对B且使得A不与B的边缘相交。令C=A且D=B-A，那么X*B将给出且仅给出所有X中与A全等的物体的位置。在图象中包含噪声和形变的情况，可以取一个适当的A的子集作为C，另取一个适当的B一A的子集作为D，那么X*B将给出且仅给出所有X中与A的误差在设定范围内的物体的位置。3.2细化 在二值图象处理领域，细化是很重要的一个处理环节。如干涉条纹图象，由于条纹粗、宽而边缘弥散，不细化成线状就没有办法精确取数计算它。另一方面，一个连接成分如果能用线状结构去表征它的特征，无论在图象目标形状分析、特征提取、模
6、式识别和数据压缩等应用中都有重要意义。 所谓细化，通俗地说就是把一个具有一定面积的区域用一条(或一组)曲线(或细线)来代表它。从广义角度来说，细化操作属于连接成分的变形操作。如果将研究的连接成分(集合)用符号“1”来表示，背景用符号“0”来表示。则细化操作就是用改变连接成分的形状使符号“l”中某些象素由“1”变成“0”，迭代这一过程，直到最后由一组单个象素组成的一组曲线(或细线)来代表整个区域。这组曲线(或细线)应保留连接成分的连通性和轮廓的几何特征。这一过程就是细化操作过程。简单地讲，细化算法就是重复地剥离二值图象的边界象素，特别是01变化处的象素的算法，但是剥离边界象素必须保持目标的连通性
7、而且使之最终成为单象素宽的图象骨架。3.2.1形态学细化算法许多数学形态学算法都依赖于击中击不中变换6。其中，起源于图象集合运算的数学形态学细化算法便是一种常见的使用击中击不中变换的形态学算法。其基本思想是，在给定系列具有一定形状的结构元素后，顺序循环地删除满足击中变换的象素，具体描述如下: 对于结构元素对B:(C，D)，利用B细化A定义为: AB=A(A*B) (3 .4)即AB为在A中去掉A被B击中的结果。如果我们定义一个结构元素对序列B=B1，B2，.，Bn，其中Bi+1，代表Bi旋转的效果，则细化也可以定义为: AB=(ABl)B2)Bn) (3.5) 换句话说，这个过程是先用B1细化
8、一遍，然后再用B2对前面结果细化一遍，如此继续直到用Bn细化一遍，整个过程可再重复直到没有变化产生为止。假设输入集合是有限的，最终得到一个细化的对象。结构对的选择仅受结构元素不相交的限制。事实上，每一个Bi都可以是相同的结构对。即在不断重复的迭代细化过程中使用同一个结构对。如果在对图象细化的过程中，仅使用一个结构对，则细化是有方向的。如果循环使用八个方向的结构元素对(如图3.2所示)，则细化可以以更对称的方式完成v1。图中“”表示参考中心点;“1”表示目标图象上的点;“0”表示背景图象上的点;(我们也可以理解为“1”表示击中结构元素，“0”表示击不中结构元素)。“X”表示既可以是目标图象上的点
9、，也可以是背景图象上的点。 如果我们用S来表示细化的结果，Q是即将被细化的区域的象素集合。m是图象细化收敛时的总循环次数，则 S=QAi，Bim=(.(QAl)B1) A2.)A4)B4m (3 .6) m取决于图象目标的大小、粗细;结构元素A1-A8分别承担不同方向象素的剥离。与经典图象细化算法相比，形态细化的最大特点是能将大量复杂的影象处理转换成最基本的移位和逻辑运算的组合，便于并行处理及硬件实现。该算法设计灵活，便于实现闭。从实质上讲，此种形态细化运算是一个迭代过程，迭代总次数为8m次，每次迭代后，Q变成Q，再进入下一次迭代，直到Q不再发生变化为止，最终得到的Q就是S。Jang和Chin
10、从理论上证明了这种迭代是收敛的4。 在细化的过程中，我们要始终遵循以下的原则:内部点不能删除；孤立点不能删除;直线端点不能删除；假设P是边界点，去掉P后，如果连通分量不增加，则P可以删除。3.2.2改进方法分析及实验8,9,10 上面提到的细化算法具有以下几个方面的缺点:(l)运行时间长，收敛速度慢。在同一时间只能使用同一结构元素，剥离一个方向的外层象素。-范文最新推荐- 电力安全月工作总结电力安全月工作总结电力安全月工作总结 2011年3月1日至3月31日为我公司的安全生产月，*变电站围绕;夯实基储提高素质、树立标杆、争创一流;的主题，开展了丰富多彩、形式多样的具体行动：通过看板形式宣传安全
11、第一、预防为主的方针；通过48+4的学习机会，进行安全生产大讨论；通过安全活动进行查找本站的隐患的活动，电力安全月工作总结。形成了;人人学会安全，层层尽责保证安全;的良好氛围，使我站的安全生产工作又上了一个新的台阶。本站安全生产月活动具体工作如下： 1.开展安全月活动宣传工作，大家坐在一起讨论活动的主题、学习实施纲要、讨论各个实施阶段的活动安排。深刻反思11.3事故，汲取事故教训，每人写了一份11.3事故反思，并对本站的安全管理、记录报表、规章制度、培训工作、事故隐患每个值班员都谈了自己的看法和建议，对站内管理每个人都倾注了最大的热情，可见11.3对每一个值班员的触动是刻骨铭心的，安全月的必要
12、开展对变电站各项工作的促进，尤其对值班员安全意识、主人翁精神的影响最为深刻。 2.深入开展安全生产大检查活动。在安全生产整顿周活动的基础上，结合秋季安全大检查，进一步查摆了本站安全生产的隐患，特别是各种规章制度的建立、健全、完善和执行情况，对现场运行规程从全面、具体和针对性上进行了修订；制定全站停电的反事故预案，制定低温天气和防冰闪的反事故措施，进行现场演练。当前正处年底收关和人员调整后的敏感时期，人员思想浮动大，而且本站正在进行新母差与新间隔投运的准备工作，施工人员多，施工人员安全意识和安全防范技能较低，是近阶段我站安全运行的一大隐患，我们会同工作负责人一起讨论施工过程中的存在和潜在的危害，
13、并有针对性地制定防范了措施，保证了施工安全的进行。针对人员素质参差不起，安全意识高低不同，我们制定了*站考核细则，制定措施, 明确职责和工作程序，对任何可能发生的情况做了充分的准备工作。 3.利用交接-班的时间，我们查找本站存在的隐患，实行分片分区，责任到人，对查找到的隐患汇总分析，能自己解决的我们都及时认真地消除，对我站能力不足不能解决的，我们纳入工区的职业安全健康体系，由工区负责解决，工作总结电力安全月工作总结。该报缺陷的上报缺陷，该报危害辨识的报危害辨识，使站内所有设备、所有工作、所有危险点在控、可控、能控。 4.对在本月进行的工作、操作等，我们编制事故预案，如220KV母差保护更换的准
14、备工作和悬垂刷涂工作， 除了工区安排跟踪外，站内根据人员新调整、新人员对设备不熟悉的现状，三班改为两班，加强值班力量， 保证了各项工作的顺利完成。为防止意外发生，我们共同讨论制定出了在工作期间母线故障的反事故预案。 5.每个班利用晚饭后的时间讨论检查了我站在遵章守制方面还存在哪些差距，现有规程制度能否满足现场规范化、标准化工作需要，并在站内宣读并实施了*站考核细则，按照个人能力分为12大员管理站内事务，规定每个值班员必须按照规章制度工作，否则就严格考核。在个人专业技能与岗位要求存在的差距，站内按人所需制订培训计划，建立心智加油站和个人提升计划的培训平台进行培训。工作日志、检修记录、安全活动、安全用具记录、缺陷记录等班组记录已经和工区进行交流，完善纪录格式。 6.对全站值班员进行电力安全工作规程、本岗位安全职责、工作中的危险点辨识和防范措施及相关专业的规程制度等的培训，选派两名值班员参加工区举办的安规比赛，锻炼值班员具备工作所要求的安全生产技能，熟知各项工作的危险点及防范措施； 7.完善三票管理制度，针对本站实际按照运行工区职业安全健康管理体系实施;三票;管理制度，内容完善；;三票;按照规定执行，严格执行倒闸操作;六关;制度（操作准备关、接令关、操作票填写关、核对图板关、操作监护关、质量检查关）；;三票
