实验四：形态学

1、实验四 形态学操作与空间变换一、实验目的1. 了解膨胀和腐蚀的Matlab实现方法2. 掌握图像膨胀、腐蚀、开启、闭合等形态学操作函数的使用方法3. 了解二进制图像的形态学应用4. 了解空间变换函数及图像匹配方法二、实验内容1. 图像膨胀A) 对包含矩形对象的二进制图像进行膨胀操作。BW=zeros(9,10);BW(4:6,4:7)=1;imshow(BW,'notruesize')se=strel('square',3); BW2=imdilate(BW,se);figure,imshow(BW2,'notruesize')B) 改变上述结构

2、元素类型(如：line, diamond, disk等)，重新进行膨胀操作。Line:BW=zeros(9,10);BW(4:6,4:7)=1;imshow(BW,'notruesize')se=strel('line',3,3); BW2=imdilate(BW,se);figure,imshow(BW2,'notruesize')C) 对图像text.png进行上述操作，观察不同结构元素膨胀的效果。BW3=imread('text.png');imshow(BW3)se2=strel('line',11,90)

3、; %线型结构元素BW4=imdilate(BW3,se2);figure,imshow(BW4)2. 图像腐蚀A) 对图像circbw.tif进行腐蚀操作。BW1=imread('circbw.tif');se=strel('arbitrary',eye(5);BW2=imerode(BW1,se);imshow(BW1)figure,imshow(BW2)B) 对图像text.tif进行腐蚀操作。BW=imread('text.tif');se=strel('line',11,90);BW2=imerode(BW3,se);i

4、mshow(BW)figure,imshow(BW2)3. 膨胀与腐蚀的综合使用A) 从原始图像circbw.tif中删除电流线,仅保留芯片对象。方法一：先腐蚀(imerode)，再膨胀(imdilate)；BW1=imread('circbw.tif');imshow(BW1)se=strel('rectangle',40 30); %选择适当大小的矩形结构元素BW2=imerode(BW1,se); %先腐蚀,删除较细的直线figure,imshow(BW2)BW3=imdilate(BW2,se); %再膨胀,恢复矩形的大小figure,imshow(BW

5、3)方法二：使用形态开启函数(imopen)。BW1=imread('circbw.tif');imshow(BW1)se=strel('rectangle',30,20); BW2=imopen(BW1,se); %开启操作figure,imshow(BW2)B) 改变结构元素的大小，重新进行开启操作，观察处理结果。se=strel(rectangle,20 10); se=strel(rectangle,50 40);C) 置结构元素大小为4 3,同时观察形态开启(imopen)与闭合(imclose)的效果，总结形态开启与闭合在图像处理中的作用。I=imr

6、ead('circbw.tif');imshow(I)se=strel('rectangle',4 3); I1=imopen(I,se); %开启操作I2=imclose(I,se); %闭合操作figure,imshow(I1)figure,imshow(I2)4. *高帽与低帽变换A) 读入图像pearlite.tif，分别显示其高帽变换与低帽变换结果，并与原图像比较。（设se=strel('disk',5);）。I=imread('pearlite.tif');subplot(221),imshow(I)se=strel(

7、'disk',5);J=imtophat(I,se);subplot(222),imshow(J)K=imbothat(I,se);subplot(223),imshow(K)L=imsubtract(imadd(J,I),K);subplot(224),imshow(L)B) 要求显示在一个窗口中。5. 图像极值的处理方法A) 对于下图所示的图像矩阵A，利用函数imregionalmax寻找其局部极大值A=10 10 10 10 10 10 10 10 10 10; 10 13 13 13 10 10 11 10 11 10; 10 13 13 13 10 10 10 11

8、10 10; 10 13 13 13 10 10 11 10 11 10; 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10; 10 11 10 10 10 18 18 18 10 10; 10 10 10 11 10 18 18 18 10 10; 10 10 11 10 10 18 18 18 10 10; 10 11 10 11 10 10 10 10 10 10; 10 10 10 10 10 10 11 10 10 10;B=imregionalmax(A)B = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1

9、 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0B) 利用函数imextendedmax寻找像素值大于其邻域像素值2个单位的局部极大值。C=imextendedmax(A,2)C = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

10、0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 06. *创建一幅图像,求其距离矩阵。bw=zeros(5,5);bw(2,2)=1;bw(4,4)=1;D=bwdist(bw)center1=-10;center2=-center1;dist=sqrt(2*(2*center1)2);radius=dist/2*1.4;lims=floor(center1-1.2*radius) ceil(center2+1.2*radi

11、us);x,y=meshgrid(lims(1):lims(2);bw1=sqrt(x-center1).2+(y-center2).2)<=radius;bw2=sqrt(x-center2).2+(y-center2).2)<=radius;bw1=sqrt(x-center1).2+(y-center1).2)<=radius;bw=bw1|bw2;imshow(bw)D=bwdist(bw);figure,imshow(D, )D1=bwdist(bw);figure,imshow(D1, )D = 1.4142 1.0000 1.4142 2.2361 3.1623

12、 1.0000 0 1.0000 2.0000 2.2361 1.4142 1.0000 1.4142 1.0000 1.4142 2.2361 2.0000 1.0000 0 1.0000 3.1623 2.2361 1.4142 1.0000 1.41427. *使用伪彩色显示标记矩阵。BW=0 0 0 0 0 0 0 0; 0 1 1 0 0 1 1 1; 0 1 1 0 0 0 1 1; 0 1 1 0 0 0 0 0; 0 0 0 1 1 0 0 0; 0 0 0 1 1 0 0 0; 0 0 0 1 1 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0X=bwlabel(BW,4)RG

13、B=label2rgb(X,jet,'k');imshow(RGB,'notruesize')8. 利用选择控制点实现图像匹配。Matlab图像匹配的步骤：将标准图像和待匹配图像读入Matlab；指定图像中的控制点对并保存；使用互相关性进一步协调控制点对（可选）；制定所需变换类型并根据控制点对推断变换参数；变换未匹配的图像。%读入待匹配图像和标准图像unregistered = imread('westconcordaerial.png');imshow(unregistered)orthophoto = imread('westconcordorthophoto.png');figure,imshow(orthophoto)%选择图像中对应的控制点cpselect(unregistered(:,:,1),orthophoto)%保存控制点对input_pointsbase_points%使用相关性进一步协调控制点对input_points_corr=cpcorr(input_points,base_points,unregist