“分水岭”一词指的是把不同水系的排水区域划分开来的山脊。集水盆地是指向河流或水库排水的地理区域。
那么流域如何与分析生物组织,研究星系,或研究新的半导体技术有关的流域和集水区盆地是如何相关的?什么是有关的图像处理?
连接是通过计算机分析数字图像中对象的分析。这些物体可以是任何东西:血细胞,星星,印刷页面上的调色剂斑点,DNA微阵列元件,甚至量子半导体点,如在该图像中。
计算机分析图像对象首先要找到它们——决定哪些像素属于每个对象。这被称为图像分割,即将物体从背景中分离出来的过程,以及物体之间的分离。R.冈萨雷斯和R.伍兹在他们广泛使用的教科书中写道(数字图像处理)指出,非平凡图像的分割是图像处理中最困难的任务之一。分割的准确性决定了计算机分析程序的成败。
最新版本(版本3)的图像处理工具箱包括计算和应用分水岭变换的新功能,分水岭变换是解决图像分割问题的强大工具。
了解流域变换要求您将图像视为曲面。例如,考虑以下图像:
多维图像处理 |
例1:分割二进制图像
考虑在这个二值图像中分离两个接触对象的任务。我们如何修改这个图像,使它的集水区是两个圆形的物体?
为了做到这一点,我们将使用图像处理工具箱中的另一个新工具:bwdist
,它计算距离变换.正如该示例所示,二进制图像的距离变换是从每个像素到最近的非零值像素的距离。
二值图像的距离变换,用bwdist (BW)
,看起来像图像a(左)。
此图像不是很有用,因为只有一个集水盆跨越整个图像。相反,尝试计算图像的距离变换:
D = bwdist (~ BW);% image B(上图)
这张图片比较近,但我们需要将距离转换为负数,将两个明亮的区域变成集水区。
D = -bwdist (~ BW);%图像C(以上)
现在每个对象都有一个集水区,所以我们称之为流域函数。l
=
分水岭(D);
l
被称为A.标签矩阵,包含与每个流域流域的位置相对应的正整数。我们可以使用的零值元素l
,位于流域线,将物体分离在原始图像中。
bw(l == 0)= 0;IMSHOW(BW)%分段图像D(上图)
示例2:分割量子点
量子点图像需要更多的工作来使其适用于流域分割。首先,我们将图像转换为灰度,并使用形态顶部帽子操作员(许多新的灰度形态工具中的一个),具有磁盘形的结构元素,以平滑不均匀的照明。
i = RGB2GRAY(RGB);I2 = Imtophat(I,Strel('盘',10));
其次,我们使用一个新函数曲折
确定将图像转换为二进制的良好阈值。
水平= graythresh (I2);BW = im2bw (I2、水平);
最后对补齐后的二值图像进行距离变换,将其修改为背景为自身的流域,并进行流域变换。新功能label2RGB.
用于使用不同颜色显示被分割的对象。
D = -bwdist (~ BW);D (~ BW) =无穷;L =分水岭(D);imshow (label2rgb (L,“喷气机”,“w”))
实施例3:分段钢颗粒
我们的最后一个例子,钢颗粒的显微镜图像,看起来像一个自然的分水岭分割,因为明亮的区域已经被黑暗的线分开了。
我们可以简单地计算补齐图像的分水岭。
l =流域(IMComplement(i));
不幸的是,这并不奏效,如下所示:
结果,oversegmentation,是流域分割中的众所周知的现象。出现贯彻的发生,因为即使是微小和微不足道,也形成了自己的集水区流域。一个解决方案是修改图像以删除太浅的最小值。这正是什么h-minima变换(imhmin
) 做。
I2 = ImComplement(i);I3 = Imhmin(I2,20);%20是抑制浅最小值L =流域的高度阈值(I3);
这是改进后的结果。
您已经了解了几种使用分水岭变换分割图像的方法。另一种技术,称为标记控制分水岭分割,描述在图像处理工具箱页面.要了解有关如何在自己的工作中使用流域的转换,请查看进一步阅读。
什么是新的图像处理工具箱3
63个新的工具箱职能大大扩大了其在以下主要领域的能力:
- 灰度形态学
- 空间转换
- 图像配准
- 图像去模糊
- 日本进口
- 多维图像处理
- 整数图像算法和滤波
- 工具,便于在易于使用的图形环境中控制仪器
- 用于确定计算机可用硬件的功能
- 在一个MATLAB会话中与多种仪器通信
有关新版本的更多信息,请参见图像处理工具箱页面.