数学形态学在海洋浮游植物显微图像处理中的应用

数学形态学是分析几何形状和结构的数学方法,广泛应用于各类图像形状和结构的分析与处理.浮游植物是海洋生态系统中的重要初级生产者,其个体微小,但形态特征各异,一般要在显微镜下才能进行准确的种类鉴定.本文以海洋常见赤潮藻血红哈卡藻(Akashiwo sanguinea (Hirasaka) Hansen & Moestrup)为对象,利用数学形态学方法来处理和分析其细胞显微图像.数学形态学算法包括二值图像形态学和灰度图像形态学,涉及到膨胀、腐蚀、开闭运算,提供了快速高效的优化算法,特别是基于形态学分水岭的图像分割、标记目标、目标分割.研究结果证明,数学形态学可应用于海洋浮游植物显微图像处理,为浮游植物显微自动识别提供了理论基础.     

基于阈值分割与数学形态学的高分辨率遥感影像道路信息提取

从高分辨率遥感影像中快速,有效的提取道路信息,一直是遥感学界研究的热点和难点问题。本文研究了一种基于阈值分割与数学形态学的高分辨率遥感影像道路提取算法,该算法不需人工给出道路种子点,方向等信息,在某种意义上提高了道路提取的自动化程度。提取过程是:首先利用阈值分割将遥感影像分割成包含道路信息的二值图像,然后利用数学形态学运算对二值图像进行处理,根据道路形态特征提取出道路区域。     

图像序列处理中的形态分割方法

将数学形态学应用到序列图像分析中,提出了一种基于图像序列的3－D形态分割算法,对图像序列简化后进行边缘增强,用改进的3－D分水岭方法提取分割信息,基分割信息对几种常用图像序列的处理算子和处理方法进行了研究和改进,实验结果表明,该方法能对序列图像有效地进行时空分割,利用分割信息可显著提高各种图像序列处理的性能,而且具有算法简单、效率高的特点。     

Otsu法在织物疵点检测中的研究及应用

在织物疵点检测中,阈值分割是极其重要的一个环节。本文对常用的三种阈值分割算法进行比较,并提出了一种改进的Otsu法。该方法自适应性更强,使分割结果更加完善,最后通过数学形态学处理得到疵点二值图像。仿真实验结果证明了该方法行之有效,值得借鉴。     

基于OpenCV的图像分割

图像分割是图像处理中的一个经典难题,也是图像处理和计算机视觉领域中的基本技术。虽然已有上百种分割方法,但至今没有一种通用的分割方法。OpenCV是近年来推出的开源、免费的计算机视觉库,利用其所包含的函数可以很方便地实现数字图像和视频处理。本文主要介绍了用OpenCV实现的图像分割的三种算法:分水岭分割算法、金字塔分割算法和均值漂移分割算法。     

二值图像信息隐藏分析

在各种形式的数字图像分析中,二值图像信息隐藏及其对抗研究相对滞后,文中提出了一种全新的隐藏分析算法,可以成功地检测基于分块嵌入的二值图像信息隐藏．该算法借鉴了数学形态学非线性滤波理论,利用携带隐藏信息的载体图像来预测原始载体图像,通过计算载体图像与预测图像的差异,不但可以准确判定载体图像是否含有隐藏信息,而且还能精确估计出嵌入容量．实验结果表明,检测精度可达1％．     

基于边界剥离分水岭算法的重叠颗粒分离研究

针对采集的洗煤厂煤尘图像颗粒重叠严重的问题,运用传统图像二值化方法处理速度慢、不适用于低对比度指纹图像。分水岭分割算法对噪声敏感和易于产生过分割问题,为了提高图像分割的效率和鲁棒性,提出一种新的基于边界剥离距离变换分水岭算法的图像分割方法。该方法通过将图像分割为不相交的N个子窗口,并求出各个窗口对应像素的灰度均值,经改进动态阈值法进行二值化处理,得到的二值化图像经边界剥离距离变换获得灰度图像,最后利用分水岭算法对图像进行分割处理。数值实验结果表明,与传统分割方法比较,此方法处理效率高、鲁棒性好。不但成功地解决了分水岭存在的过分割问题,还大大提高了算法的搜索效率;可以快速准确地分割出目标,是一种有效的图像分割方法。     

WaterBalloonsSnake模型的数字图像轮廓提取算法

为解决数字图像如左心室MRI图像存在着弱边缘、与周围组织之间的低对比度区域的特点,传统的Snake模型算法分割数字图像,出现变形曲线泄漏现象这一问题,提出一种改进的Balloons Snake模型-Water Balloons Snake图像分割算法.该算法利用数学形态学理论自动获取左心室数字MRI图像的重心以及边界形状变化允许空间,采用分水岭变换算法获取图像轮廓内壁分水岭线,并以此作为Snake数字模型的初始样条曲线进行进一步轮廓捕获.以小香猪左室加标记MRI数字医学图像作为应用研究对象,对比了几种模型的不同处理结果.实验表明WaterBalloons Snake模型算法比经典Snake模型或Balloons Snake模型算法能够更有效地处理变形曲线泄漏问题,并且具有较快的收敛速度.     

基于顶帽变换和最大类间方差法的图像分割方法研究

为了克服直接使用最大类间方差法(Otsu)的图像分割方法不能对具有亮度不均匀背景的图像进行准确分割的不足,提出了一种基于数学形态学中的顶帽变换和最大类间方差法(Otsu)的图像分割方法。首先从数学形态学出发,详细阐述了灰度形态学的基本运算(腐蚀、膨胀、开、闭运算),引申出可以消除图像不均匀背景的顶帽变换法。然后介绍Otsu图像分割算法的具体步骤。最后以MATLAB7.0为实验平台,将顶帽变换和Otsu两种算法结合起来对图像进行分割算法仿真实验。理论分析和仿真实验结果表明,提出的方法可以实现快速、准确地分割。     

实景图像的形态学角检测研究

针对二值图像角检测提出了一种改进的形态学检测算法,此算法利用了圆盘算子的对称性,避免了结构元的旋转,提高了检测算法的运行效率.然后提出了一种改进的EM图像分割方法对灰度及彩色图像进行分割处理,增强了分割后图像的区域特征,为形态学灰度及彩色图像的角检测提供了更为合理的检测环境.实验结果证明在含有噪声及复杂背景情况下,该方法仍可获得较好的检测结果.     

彩色淋巴结细胞显微图像预处理算法研究

传统的预处理方法,在对于血液图像这样简单的医学图像的分析中得到了广泛的应用,并取得了较为理想的效果.但该方法对于淋巴结这样有着复杂背景的显微图像处理效果并不理想.综合运用彩色图像处理和数学形态学等知识,并采用基于彩色图像分割的背景剪除、基于区域生长的边界清除、基于高斯函数的图像融合和基于数学形态学方法和双边滤波去除图像噪声等方法,取得了较好的预处理效果.     

基于数学形态学的细化算法

对二值图像处理中细化的算法进行了研究,介绍了基于形态学的细化算法,同时,对数学形态学的相关理论做了介绍。并利用该算法对地图图像进行了细化处理,取得了良好的实验效果。通过实验研究可以看出,该算法设计灵活,便于实现,具有一定的实用性。     

基于数字图像处理的车牌定位与分割技术研究

针对车牌识别系统中参数选择的问题,提出一种基于数字图像处理的车牌定位与分割技术.采用基于数学形态学和边缘检测以及颜色相结合的方法实现了车牌定位.通过垂直投影法、模板匹配法实现了车牌字符图像的分割.实验结果表明,该方法能够有效、准确地实现车牌图像的定位与分割.     

基于数学形态学的红细胞计数算法

提出一种基于二值数学形态学的显微血红细胞计数方法.对细胞图像依次进行灰度化、二值化、形态学处理,最后进行细胞数量统计.实验结果表明:该计数算法能使图像中的红细胞被有效地识别出来,与人工计数的结果比较,该方法误差在控制2%以内,这有助于提高显微细胞检测的工作效率.     

基于分形和数学形态学的TIG焊熔池图像分析

焊接图像中不可避免地存在烟尘和弧光等干扰造成的噪声,而传统的图像处理方法对噪声非常敏感,因此很难准确地对焊接图像进行处理.文中提出了一种基于分形和数学形态学理论的综合图像处理方法.该方法利用分形理论中的离散分数布朗随机场理论得到按分形维分布的熔池灰度图像,然后利用二值形态学中的连通域检测去除噪声并得到目标图像,进而利用形态学中的开运算和闭运算得到图像的强连通边界.试验结果表明,该方法能够快速、准确地检测熔池的边缘、高度、宽度以及面积等信息.     

剪切力环境下的血管平滑肌细胞图像分割技术研究

定量分析血管平滑肌细胞VSMCs(Vascular Smooth Muscle Cells)在剪切力作用下的形态变化有助于理解VSMCs的生长机制以及病理学研究.图像分割在图像分析中扮演着重要角色，但同时也是图像处理流程中最困难的步骤.针对培养在平板流室中的VSMCs相互交叠的细胞图像，作者首先分析了这类细胞图像的特征，随后提出了一种具有四个步骤的图像分割方法，分别是图像预处理、照明校正、数学形态学重建和分水岭转换.实验结果证明，按照这种方法分割细胞图像，取得了较好的效果.     

数学形态学方法在储粮害虫图像预处理中的应用

阐述了在粮虫图像处理过程中数学形态学图像预处理的重要性,在此基础上利用Matlab图像处理工具箱中的函数,实现了基于数学形态学的图像预处理和分析,达到了对图像去噪、平滑的目的.计算表明:将数学形态学方法应用于储粮害虫的图像预处理,不仅可以保留图像的边缘特征,视觉效果好,还可以得到较清晰的粮虫特征图像.     

基于数学形态学的核孔膜显微图像检测

为实现核孔膜防伪的自动检测,提出了一种基于数学形态学的核孔膜显微图像检测方法。构造了基于灰度数学形态学的二值化方法,提出了基于二值数学形态学的分层提取方法,统计总孔数和孔半径。实验结果表明,二值化方法不但能够有效消除灰度图像中的噪声和渐变背景,而且所得二值图像保留了原始灰度图像中核孔膜的全局信息;分层提取方法所得总孔数的相对误差在10%以内,同时实现了孔半径的统计。该方法可用于仪器化检测中。     

深海高清摄像系统及多金属结核图像处理与统计

根据海底可视化技术对工作水深和图像清晰度的要求,研制了一套6 000 m级深海摄像系统;并应用该系统进行了基于图像处理的多金属结核的矿产普查分析。深海摄像系统水下拖体包括两路高清摄像机、一路照相机、水下定位装置和传感器,信号通过嵌入式系统压缩经过光电复合缆传输到甲板并显示在上位机软件。通过对图像的灰度化处理、二值化处理和数学形态学处理,完成图像的分割与修正,计算图像中某区域多金属结核的面积;该系统在大洋36航次中获得了成功应用,系统工作稳定、拍摄视频清晰度高,圆满完成深海地质调查任务。