一、二值化與灰度圖像

1、 二值化圖像只有兩個(gè)元素之分0和1—非黑即白

算子：

binary_threshold(Image : Region : Method, LightDark : UsedThreshold)
參數(shù)：
Image:需要進(jìn)行閾值的圖像
Region:處理后的區(qū)域
Method:分割方法('max_separability'：最大限度的可分性, 'smooth_histo'：直方圖平滑)
LightDark:提取的是黑色部分還是白色部分
UsedThreshold:自動(dòng)閾值使用的閾值值
描述：
binary_threshold通過一個(gè)自動(dòng)確定的全局閾值并返回區(qū)域中的分段區(qū)域來分割單通道圖像。例如：在同質(zhì)照明的背景下對(duì)字符的分割很有用。binary_threshold還會(huì)返回UsedThreshold中使用的閾值。
所使用的閾值是由方法中給出的方法決定的。目前，操作符提供了以下兩種方法:“max_separability”和“smooth_histo”。這兩種方法都只能用于具有雙峰直方圖的圖像。
方法“smooth _histo”提供了由操作員bin_threshold提供的相同功能。方法“max_separability”傾向于為UsedThreshold確定較小的值。此外，它對(duì)柱狀圖中的稀疏孤立峰不太敏感，而且往往比“平滑”要快得多。
最大限度的可分性(max_separability)：
通過選擇Method= ' max_separability '，根據(jù)“灰度直方圖的閾值選擇方法”的灰度直方圖自動(dòng)閾值調(diào)用。該算法首先計(jì)算圖像的直方圖，然后利用統(tǒng)計(jì)矩找到將像素分割為前景和背景的最優(yōu)閾值，并最大化這兩個(gè)類之間的可分性。此方法僅適用于byte和uint2圖像。
直方圖平滑(smooth_histo)：
通過選擇Method = 'smooth_histo ' binary_threshold可以通過以下方式確定閾值:首先確定灰度值的相對(duì)直方圖。然后，從直方圖提取相關(guān)的最小值，作為閾值操作的參數(shù)。為了減少最小值，直方圖被平滑處理為一個(gè)高斯函數(shù)，就像在auto_threshold中一樣。在平滑直方圖中，掩模尺寸增大，直到最小值。然后，閾值設(shè)置為這個(gè)最小值的位置。
看效果：
當(dāng)LightDark=light，max_separability選的區(qū)域比smooth_histo少一點(diǎn)
當(dāng)LightDark=dark，max_separability選的區(qū)域比smooth_histo多一點(diǎn)
另：
bin_threshold:二值化閾值，自動(dòng)地全局閾值方法，使用Threshold找到兩個(gè)波峰之間的最小值,分割出來的是非黑即白。
二值化的方法：（參考：http://blog.csdn.net/jia20003/article/details/8074627）

方法一：掃描圖像的每個(gè)像素值，值小于127的將像素值設(shè)為0(黑色)，值大于等于127的像素值設(shè)為255(白色)。該方法的好處是計(jì)算量少速度快。

方法二：計(jì)算像素的平均值K，掃描圖像的每個(gè)像素值如像素值大于K像素值設(shè)為255(白色)，值小于等于K像素值設(shè)為0(黑色)。

方法三：使用直方圖方法來尋找二值化閾值，直方圖是圖像的重要特質(zhì)，直方圖方法選擇二值化閾值主要是發(fā)現(xiàn)圖像的兩個(gè)最高的峰，然后在閾值取值在兩個(gè)峰之間的峰谷最低處。

2、灰度圖也是黑白圖像，由黑到白是一個(gè)漸變過程。

算子

rgb1_to_gray

二、形態(tài)學(xué)

腐蝕和膨脹是對(duì)白色部分（高亮部分）而言的，不是黑色部分。膨脹就是圖像中的高亮部分進(jìn)行膨脹，“領(lǐng)域擴(kuò)張”，效果圖擁有比原圖更大的高亮區(qū)域。腐蝕就是原圖中的高亮部分被腐蝕，“領(lǐng)域被蠶食”，效果圖擁有比原圖更小的高亮區(qū)域。
1、膨脹
增加圖像白色像素的個(gè)數(shù)，及白色區(qū)域變多。對(duì)于二值化圖像，就是求出二值化圖像被覆蓋的區(qū)域與掩模像素的交集，如有是1，則掩模的中心覆蓋的二值化圖像像素就是1，則反之；而對(duì)于灰度圖來說是求出交集中像素的最大值作為新的像素。

算子：

dilation1(Region, StructElement:RegionDilation:Iterations:)
功能：使用用戶自定義的結(jié)構(gòu)元素對(duì)區(qū)域進(jìn)行膨脹。結(jié)果元素是一個(gè)區(qū)域region,可由這些算子區(qū)域產(chǎn)生：gen_circle, gen_rectangle1, gen_rectangle2, gen_ellipse, draw_region, draw_region_polygon, gen_region_points等。
參數(shù)：Region(輸入?yún)?shù))：輸入?yún)^(qū)域
StructElement(輸入?yún)?shù))：結(jié)構(gòu)元素(區(qū)域)
RegionDilation(輸出參數(shù))：膨脹后的區(qū)域
Iterations(輸入?yún)?shù))：迭代次數(shù)

dilation2(Region, StructElement:RegionDilation:Row, Column, Iterations)
功能：根據(jù)參考點(diǎn)，使用用戶自定義的結(jié)構(gòu)元素對(duì)區(qū)域進(jìn)行膨脹。具體用法參見erosion2.
參數(shù)：Region(輸入?yún)?shù))：輸入?yún)^(qū)域
StructElement(輸入?yún)?shù))：結(jié)構(gòu)元素
RegionDilation(輸出參數(shù))：膨脹后的區(qū)域
Row(輸入?yún)?shù))：參考點(diǎn)行坐標(biāo)
Column(輸入?yún)?shù))：參考點(diǎn)列坐標(biāo)
Iterations(輸入?yún)?shù))：迭代次數(shù)

dilation_circle(Region:RegionDilation:Radius:)
功能：使用圓形結(jié)構(gòu)元素對(duì)區(qū)域進(jìn)行膨脹。
參數(shù)：Region(輸入?yún)?shù))：輸入?yún)^(qū)域
RegionDilation(輸出參數(shù))：膨脹后的區(qū)域
Radius(輸入?yún)?shù))：圓形結(jié)構(gòu)元素的半徑

dilation_rectangle1(Region:RegionDilation:Width, Height:)
功能：使用矩形結(jié)構(gòu)元素對(duì)區(qū)域進(jìn)行膨脹
參數(shù)：Region(輸入?yún)?shù))：輸入?yún)^(qū)域
RegionDilation(輸出參數(shù))：膨脹后的區(qū)域
Width(輸入?yún)?shù))：矩形結(jié)構(gòu)元素的寬度
Height(輸入?yún)?shù))：矩形結(jié)構(gòu)元素的高度

2、腐蝕

減少圖像白色像素的個(gè)數(shù)，及白色區(qū)域減少。對(duì)于二值化圖像，就是求出二值化圖像被覆蓋的區(qū)域與掩模像素的病機(jī)，如有一個(gè)是0，則掩模的中心覆蓋的二值化圖像像素就是0，則反之；而對(duì)于灰度圖來說是求出交集中像素的最小值作為新的像素。

erosion1(Regoin, StructElement:RegoinErosion:Iterations:)
功能：根據(jù)參考點(diǎn)，使用用戶自定義的結(jié)構(gòu)元素對(duì)區(qū)域進(jìn)行腐蝕。腐蝕的結(jié)果元素是一個(gè)區(qū)域region，可由這些算子產(chǎn)生：gen_circle, gen_rectangle1, gen_rectangle2, gen_ellipse, draw_region, gen_region, gen_region_polygon, gen_region_points等。
參數(shù)：Region(輸入?yún)?shù))：輸入?yún)^(qū)域
StructElement(輸入?yún)?shù))：結(jié)構(gòu)元素(區(qū)域)
RegionErosion(輸出參數(shù))：腐蝕后的區(qū)域
Iterations(輸入?yún)?shù))：迭代資料

erosion2(Regoin, StructElement:RegionErosion:Row, Column, Iterations)
功能：根據(jù)參考點(diǎn)，使用用戶自定義的結(jié)構(gòu)元素對(duì)區(qū)域進(jìn)行腐蝕。腐蝕的結(jié)果元素是一個(gè)區(qū)域region。可由這些算子產(chǎn)生：gen_circle，gen_rectangle1, gen_rectangle2, gen_ellipse, draw_region, gen_region_polygon, gen_region_points等。
可以這么理解這個(gè)算子的功能：首先根據(jù)用戶定義的結(jié)構(gòu)元素腐蝕區(qū)域，然后根據(jù)參考點(diǎn)和結(jié)構(gòu)元素中心的相對(duì)位置，平移腐蝕后的區(qū)域。例如參考點(diǎn)坐標(biāo)為(y=220, x=210)，點(diǎn)和結(jié)構(gòu)元素中心坐標(biāo)為(y=230, x=220)，腐蝕后的區(qū)域的平移量由參考點(diǎn)坐標(biāo)減去結(jié)構(gòu)元素中心坐標(biāo)，即(y=220-230=-10, x=210-220=-10)。注意，參考點(diǎn)坐標(biāo)是圖像的絕對(duì)坐標(biāo)，參考點(diǎn)坐標(biāo)=結(jié)構(gòu)元素中心坐標(biāo)+平移量。
參數(shù)：Region(輸入?yún)?shù))：輸入?yún)^(qū)域
StructElement(輸入?yún)?shù))：結(jié)構(gòu)元素(區(qū)域)
RegionErosion(輸出參數(shù))：腐蝕后的區(qū)域
Row(輸入?yún)?shù))：參數(shù)點(diǎn)行坐標(biāo)
Column(輸入?yún)?shù))：參數(shù)點(diǎn)行坐標(biāo)
Iterations(輸入?yún)?shù))：迭代次數(shù)。

erosion_circle(Region:RegionErosion:Radius:)
功能：使用圓形結(jié)構(gòu)元素腐蝕區(qū)域。
參數(shù)：Region(輸入?yún)?shù))：輸入?yún)^(qū)域
RegoinErosion(輸出參數(shù))：腐蝕后的區(qū)域。
Radius(輸入?yún)?shù))：圓形結(jié)構(gòu)元素的半徑。

erosion_rectangle1(Region:RegionErosion:Width,Height:)
功能：使用矩形結(jié)構(gòu)元素腐蝕區(qū)域
參數(shù)：Region(輸入?yún)?shù))：輸入?yún)^(qū)域
RegionErosion(輸出參數(shù))：腐蝕后的區(qū)域
Width(輸入?yún)?shù))：矩形結(jié)構(gòu)元素的寬度
Height(輸出參數(shù))：矩形結(jié)構(gòu)元素的高度

3、閉運(yùn)算

閉運(yùn)算的功能類似于膨脹，只是增加像素相對(duì)膨脹較弱，通常會(huì)彌合較窄的間斷和細(xì)長(zhǎng)的溝壑，消除小的孔洞，填補(bǔ)輪廓線中的斷裂。

算子：

opening(Region, StructElement:RegionOpening::)
功能：使用用戶自定義的結(jié)構(gòu)元素對(duì)區(qū)域進(jìn)行開運(yùn)算
參數(shù)：Region(輸入?yún)?shù))：輸入?yún)^(qū)域
StructElement(輸入?yún)?shù))：結(jié)構(gòu)元素(區(qū)域)
RegionOpening(輸出參數(shù))：開運(yùn)算后的區(qū)域

opening_circle(Region:RegionOPening:Radius:)
功能：使用圓形結(jié)構(gòu)元素對(duì)區(qū)域進(jìn)行開運(yùn)算
參數(shù)：Region(輸入?yún)?shù))：輸入?yún)^(qū)域
RegionOpening(輸出參數(shù))：開運(yùn)算后的區(qū)域
Radius(輸入?yún)?shù))：圓形結(jié)構(gòu)元素的半徑

opening_rectangle1(Region:RegionOpening:Width,Height)
功能：使用矩形結(jié)構(gòu)元素對(duì)區(qū)域進(jìn)行開運(yùn)算。
參數(shù)：Region(輸入?yún)?shù))：輸入?yún)^(qū)域
RegionOpening(輸出參數(shù))：開運(yùn)算后的區(qū)域
Width(輸入?yún)?shù))：矩形結(jié)構(gòu)元素的寬度
Height(輸入?yún)?shù))：矩形結(jié)構(gòu)元素的高度

4. 開運(yùn)算

開運(yùn)算的功能類似于腐蝕，只是減少像素相對(duì)膨脹較弱，一般會(huì)平滑物體的輪廓，斷開較窄的狹頸并消除細(xì)的突出物。

算子：

closing(Region, StructElement:RegionClosing::)
功能：使用用戶自定義的結(jié)構(gòu)元素對(duì)區(qū)域進(jìn)行閉運(yùn)算
參數(shù)：Region(輸入?yún)?shù))：輸入?yún)^(qū)域
StructElement(輸入?yún)?shù))：用戶自定義結(jié)構(gòu)元素
RegionClosing(輸出參數(shù))：閉運(yùn)算的區(qū)域

closing_circle(Region: RegionClosing: Radius:)
功能：使用圓形結(jié)構(gòu)元素對(duì)區(qū)域進(jìn)行閉運(yùn)算。
參數(shù)：Region(輸入?yún)?shù))：輸入?yún)^(qū)域
RegionClosing(輸出參數(shù))：閉運(yùn)算后的區(qū)域
Radius(輸入?yún)?shù))：圓形結(jié)構(gòu)元素的半徑

closing_rectangle1(Region:RegionClosing:Width, Height:)
功能：使用矩形結(jié)構(gòu)元素對(duì)區(qū)域進(jìn)行閉運(yùn)算
參數(shù)：Region(輸入?yún)?shù))：輸入?yún)^(qū)域
RegionClosing(輸出參數(shù))：閉合后的區(qū)域
Width(輸入?yún)?shù))：矩形結(jié)構(gòu)元素的寬度
Height(輸入?yún)?shù))：矩形結(jié)構(gòu)元素的高度

https://blog.csdn.net/armsnow/article/details/79431052

https://blog.csdn.net/armsnow/article/details/79430660

https://blog.csdn.net/weixin_44713908/article/details/103141268

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Halcon 学习笔记--形态学（5）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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