画像工学 2013年1月16日 担当教員 北川 輝彦
今回の授業内容 グレースケールモルフォロジーの基礎と応用 5.1.4 グレースケールモルフォロジー (1) 収縮 と 膨張 5.1.4 グレースケールモルフォロジー (1) 収縮 と 膨張 (2) 開口 と 閉口 (3) トップハット と 井戸 (4) 勾配
5.1.4 グレースケール モルフォロジー とは 2値モルフォロジーの拡張版 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー 2値画像に適応 グレースケール(濃淡)画像に適応 5.1 画像領域分割
空間コンボリューション演算(各種フィルタ) 5.1.4 グレースケール モルフォロジー 使用方法: 空間コンボリューション演算(各種フィルタ) 2値モルフォロジー処理と同様の マスク処理 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー マスク内の構造要素: 1. -255 ~ +255 の範囲値※ 5.1.4 グレースケール モルフォロジー マスク内の構造要素: 1. -255 ~ +255 の範囲値※ (ドントケアを用いる場合もあるが、 典型例は0を代入) 2. 中心を原点とした3×3、5×5等 ※8 [bit]画像において 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー マスクの定義(3×3の例) X3 X2 X1 X4 X X0 X5 X6 X7 5.1.4 グレースケール モルフォロジー マスクの定義(3×3の例) X3 X2 X1 X4 X X0 X5 X6 X7 ※各論理値:-255~+255 or ×(ドントケア) 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー 収縮処理を用いたい場合 X3 X2 X1 X4 X X0 X5 X6 X7 O(x, y) = 5.1.4 グレースケール モルフォロジー O(x, y) = min { X + I(x, y), X0 + I(x+1, y), X1 + I(x+1, y-1), X2 + I(x, y-1), X3 + I(x-1, y-1) X4 + I(x-1, y), X5 + I(x-1, y+1), X6 + I(x, y+1), X7 + I(x+1, y+1) } 収縮処理を用いたい場合 X3 X2 X1 X4 X X0 X5 X6 X7 2値モルフォロジと変わった部分は? 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー 収縮処理を用いたい場合 9つの要素計算結果における 最小値をO(x, y)に代入 5.1.4 グレースケール モルフォロジー 収縮処理を用いたい場合 O(x, y) = min { X + I(x, y), X0 + I(x+1, y), X1 + I(x+1, y-1), X2 + I(x, y-1), X3 + I(x-1, y-1), X4 + I(x-1, y), X5 + I(x-1, y+1), X6 + I(x, y+1), X7 + I(x+1, y+1) } 9つの要素計算結果における 最小値をO(x, y)に代入 (ドントケアに指定) 膨張処理を用いたい場合は?推測してみよう 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー グレースケールモルフォロジの基礎: 収縮処理と膨張処理が基本。 (2値モルフォロジと同様) 5.1.4 グレースケール モルフォロジー グレースケールモルフォロジの基礎: 収縮処理と膨張処理が基本。 (2値モルフォロジと同様) 一般式は先ほどの通り。では典型例を。 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー (1) グレースケール縮小とグレースケール膨張 グレースケール縮小 5.1.4 グレースケール モルフォロジー (1) グレースケール縮小とグレースケール膨張 グレースケール縮小 (gray-scale erosion) 構造要素内は全て0。 つまり、入力画素の濃淡値に… 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー (1) グレースケール縮小とグレースケール膨張 グレースケール縮小 5.1.4 グレースケール モルフォロジー (1) グレースケール縮小とグレースケール膨張 グレースケール縮小 (gray-scale erosion) 構造要素内は全て0。 つまり、入力画素の濃淡値に… 何もせず、9画素内の最小値を出力 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー (1) グレースケール縮小とグレースケール膨張 グレースケール縮小 5.1.4 グレースケール モルフォロジー (1) グレースケール縮小とグレースケール膨張 グレースケール縮小 (gray-scale erosion) 使い続けると、明るい画素が どんどん減っていく。 但し明るいままの場合がある。それは… 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー (1) グレースケール縮小とグレースケール膨張 グレースケール縮小 5.1.4 グレースケール モルフォロジー (1) グレースケール縮小とグレースケール膨張 グレースケール縮小 (gray-scale erosion) 使い続けると、明るい画素が どんどん減っていく。 但し明るいままの場合がある。それは… 全画素が同じ値の場合。 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー (1) グレースケール縮小とグレースケール膨張 グレースケール膨張 5.1.4 グレースケール モルフォロジー (1) グレースケール縮小とグレースケール膨張 グレースケール膨張 (gray-scale dilation) 使い続けると、暗い画素が どんどん減っていく。 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー (2) グレースケール開口とグレースケール閉口 グレースケール開口 5.1.4 グレースケール モルフォロジー (2) グレースケール開口とグレースケール閉口 グレースケール開口 (gray-scale opening) Opening は2値のときと同じ意味。 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー (2) グレースケール開口とグレースケール閉口 グレースケール開口 5.1.4 グレースケール モルフォロジー (2) グレースケール開口とグレースケール閉口 グレースケール開口 (gray-scale opening) Opening は2値のときと同じ効果。 小さなトゲ領域、単一画素程度のスパイク雑音の除去 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー 収縮(erosion) ⇒ 膨張(dilation) 5.1.4 グレースケール モルフォロジー (2) グレースケール開口とグレースケール閉口 グレースケール開口 (gray-scale opening) Opening は2値のときと同じ意味。 収縮(erosion) ⇒ 膨張(dilation) 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー (2) グレースケール開口とグレースケール閉口 グレースケール開口 5.1.4 グレースケール モルフォロジー (2) グレースケール開口とグレースケール閉口 グレースケール開口 (gray-scale opening) 小さなトゲ領域、単一画素程度のスパイク雑音の除去 収縮回数と膨張回数の増加 ⇒ より大きな領域への効果 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー (2) グレースケール開口とグレースケール閉口 グレースケール閉口 5.1.4 グレースケール モルフォロジー (2) グレースケール開口とグレースケール閉口 グレースケール閉口 (gray-scale closing) Closing も2値のときと同じ効果。 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー (2) グレースケール開口とグレースケール閉口 グレースケール閉口 5.1.4 グレースケール モルフォロジー (2) グレースケール開口とグレースケール閉口 グレースケール閉口 (gray-scale closing) Closing も2値のときと同じ効果。 小さな穴領域、単一画素程度のギャップの除去 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー 膨張(dilation) ⇒ 収縮(erosion) 5.1.4 グレースケール モルフォロジー (2) グレースケール開口とグレースケール閉口 グレースケール閉口 (gray-scale closing) Closing も2値のときと同じ効果。 膨張(dilation) ⇒ 収縮(erosion) 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー (2) グレースケール開口とグレースケール閉口 グレースケール閉口 5.1.4 グレースケール モルフォロジー (2) グレースケール開口とグレースケール閉口 グレースケール閉口 (gray-scale cloing) 小さな穴領域、単一画素程度のギャップの除去 膨張回数と収縮回数の増加 ⇒ より大きな領域への効果 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー トップハット変換 (top-hat transformation) ピーク検出処理とも呼ぶ 5.1.4 グレースケール モルフォロジー (3) トップハットと井戸変換 トップハット変換 (top-hat transformation) ピーク検出処理とも呼ぶ 周辺よりも明るい部分の強調表示が可能 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー トップハット変換 (top-hat transformation) = 原画像 ー 5.1.4 グレースケール モルフォロジー (3) トップハットと井戸変換 トップハット変換 (top-hat transformation) = 原画像 ー 開口(gray-scale opening)演算結果 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー 井戸変換 (well transformation) 谷検出処理とも呼ぶ 5.1.4 グレースケール モルフォロジー (3) トップハットと井戸変換 井戸変換 (well transformation) 谷検出処理とも呼ぶ 周辺よりも暗い部分の強調表示が可能 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー 井戸変換 (well transformation) = 原画像 ー 5.1.4 グレースケール モルフォロジー (3) トップハットと井戸変換 井戸変換 (well transformation) = 原画像 ー 閉口(gray-scale closing)演算結果 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー (4) モルフォロジー勾配 対象境界におけるエッジ領域の強調処理 5.1 画像領域分割
5.1.4 グレースケール モルフォロジー (4) モルフォロジー勾配 原画像を複製(複製後画像をA、Bとする) 5.1.4 グレースケール モルフォロジー (4) モルフォロジー勾配 原画像を複製(複製後画像をA、Bとする) 1. Aに膨張演算(dilation) 2. Bに収縮演算(elosion) 3. A - B を計算 ⇒ 勾配画像 5.1 画像領域分割