图像基本变换---图像形态学算法(膨胀+腐蚀+开运算+闭运算)
二值图像腐蚀函数
[算法说明]
二值图像腐蚀操作属于图像形态学的范畴，形态学运算是只针对二值图像进行，并依据数学形态学(Mathermatical Morphogy)集合论方法发展起来的数字图像处理方法，它主要包括腐蚀，膨胀，开，闭，击中，击不中等。
图像形态学运算，要使用结构元素，所谓结构元素是指具有某种确定形状的基本结构，它的选择一般要求其具有旋转不变性或者镜像不变性，即：结构元素的原点在其几何中心处，周围像素关于原点对称。
在这里我们选取如下的结构元素：
我们假设结构元素为S，则腐蚀算法如下：
其中，F为二值图像原图，X为结构元素原点所在的二值图像中的连通域。
假设F中目标像素为255(白色)，非目标为0(黑色)，当结构元素S原点移动到点(x,y)时，如果S中所有点均包含在X中(X中对应在S中所有点的位置均为255)，则在腐蚀后的二值图像中，对应于S原点的位置为255(白色)，否则为0(黑色)。
用通俗的话来说就是：用结构元素作为模板在原始二值图像种平滑一遍，扫描图像的每一个像素，用结构元素中的每一个元素与其覆盖的二值图像做“与”操作(假设结构元素都为1)，如果结果都为1，则二值图像中对应结构元素原点位置的像素值为1，否则为0。
[函数代码]
///
/// Corrosion process.
///
/// The source image(It should be the binary image).
///
public static WriteableBitmap CorrosionProcess(WriteableBitmap src)////21图像腐蚀运算
{
if (src != null)
{
int w = src.PixelWidth;
int h = src.PixelHeight;
WriteableBitmap corrosionImage = new WriteableBitmap(w, h);
byte[] temp = src.PixelBuffer.ToArray();
byte[] tempMask = (byte[])temp.Clone();
for (int j = 0; j < h; j++)
{
for (int i = 0; i < w ; i ++)
{
if (i == 0 || i == w - 1 || j == 0 || j == h - 1)
{
temp[i * 4 + j * w * 4] = (byte)255;
temp[i * 4 + 1 + j * w * 4] = (byte)255;
temp[i * 4 + 2 + j * w * 4] = (byte)255;
}
else
{
if (tempMask[i * 4 - 4 + j * w * 4] == 255 && tempMask[i * 4 + j * w * 4] == 255 && tempMask[i * 4 + 4 + j * w * 4] == 255
&& tempMask[i * 4 + (j - 1) * w * 4] == 255 && tempMask[i * 4 + (j + 1) * w * 4] == 255)
{
temp[i * 4 + j * w * 4] = (byte)255;
temp[i * 4 + 1 + j * w * 4] = (byte)255;
temp[i * 4 + 2 + j * w * 4] = (byte)255;
}
else
{
temp[i * 4 + j * w * 4] = 0;
temp[i * 4 + 1 + j * w * 4] = 0;
temp[i * 4 + 2 + j * w * 4] = 0;
}
}
}
}
Stream sTemp = corrosionImage.PixelBuffer.AsStream();
sTemp.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
sTemp.Write(temp, 0, w * 4 * h);
return corrosionImage;
}
else
{
return null;
}
}
[图像效果]
Fig.1原图 Fig.2效果图
二值图像膨胀函数
[算法说明]
膨胀算法也是属于形态学算法的范畴，前一节已经简单介绍了形态学，这里不再累赘。
我们这里介绍的膨胀算法依旧采用上一节腐蚀中的结构元素S，则算法过程如下：
用通俗的话讲就是，用结构元素作为模板在原始二值图像种平滑一遍，扫描图像的每一个像素，用结构元素中的每一个元素与其覆盖的二值图像做“或”操作(假设结构元素都为1)，如果结果为1，则二值图像中对应结构元素原点位置的像素值为1，否则为0。
[函数代码]
///
/// Dilation process.
///
/// The source image(It should be the binary image).
///
public static WriteableBitmap DilationProcess(WriteableBitmap src)////22图像膨胀运算
{
if (src != null)
{
int w = src.PixelWidth;
int h = src.PixelHeight;
WriteableBitmap dilationImage = new WriteableBitmap(w, h);
byte[] temp = src.PixelBuffer.ToArray();
byte[] tempMask = (byte[])temp.Clone();
for (int j = 0; j < h; j++)
{
for (int i = 0; i < w; i++)
{
if (i == 0 || i == w - 1 || j == 0 || j == h - 1)
{
temp[i * 4 + j * w * 4] = (byte)255;
temp[i * 4 + 1 + j * w * 4] = (byte)255;
temp[i * 4 + 2 + j * w * 4] = (byte)255;
}
else
{
if (tempMask[i * 4 - 4 + j * w * 4] == 255 || tempMask[i * 4 + j * w * 4] == 255 || tempMask[i * 4 + 4 + j * w * 4] == 255
|| tempMask[i * 4 + (j - 1) * w * 4] == 255 || tempMask[i * 4 + (j + 1) * w * 4] == 255)
{
temp[i * 4 + j * w * 4] = (byte)255;
temp[i * 4 + 1 + j * w * 4] = (byte)255;
temp[i * 4 + 2 + j * w * 4] = (byte)255;
}
else
{
temp[i * 4 + j * w * 4] = 0;
temp[i * 4 + 1 + j * w * 4] = 0;
temp[i * 4 + 2 + j * w * 4] = 0;
}
}
}
}
Stream sTemp = dilationImage.PixelBuffer.AsStream();
sTemp.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
sTemp.Write(temp, 0, w * 4 * h);
return dilationImage;
}
else
{
return null;
}
}
[图像效果]
Fig.1原图 Fig.2效果图
二值图像开运算函数
[算法说明]
开运算就是先进性一次腐蚀后进行一次膨胀。算法过程如公式2-(27)。
[函数代码]
///
/// Open operate process.
///
/// The source image(It should be the binary image).
///
public static WriteableBitmap OpenOperateProcess(WriteableBitmap src)////23图像开运算
{
if (src != null)
{
WriteableBitmap temp = DilationProcess(CorrosionProcess(src));
return temp;
}
else
{
return null;
}
}
[图像效果]
Fig.1原图 Fig.2效果图
二值图像闭运算函数
[算法说明]
闭运算就是先进性一次膨胀后进行一次腐蚀。算法过程如公式2-(28)。
[函数代码]
///
/// Close operate process.
///
/// The source image(It should be the binary image).
///
public static WriteableBitmap CloseOperateProcess(WriteableBitmap src)////24图像闭运算
{
if (src != null)
{
WriteableBitmap temp = CorrosionProcess(DilationProcess(src));
return temp;
}
else
{
return null;
}
}
[图像效果]
Fig.1原图 Fig.2效果图
demo 下载： http://www.zealfilter.com/forum.php?mod=viewthread&tid=30&extra=page%3D1