实验二 形态算子

一、实验目的与要求

目的：学习常见的数学形态学运算基本方法，了解腐蚀、膨胀、开运算、闭运算取得的效果，培养处理实际图像的能力。

要求：上机运行，调试通过。

二、 实验设备：

计算机、Matlab软件、VC++或C语言软件

三、实验内容：

利用VC++/C或MatLab工具箱中关于数学形态学运算的函数，对二值图像进行膨胀、腐蚀和开运算、闭运算处理。

四、实验原理：

膨胀：

腐蚀：

开运算：

闭运算：

五、实验报告内容

(1)描述实验的基本步骤，用数据和图片给出各个步骤中取得的实验结果，并进行必要的讨论，必须包括原始图像及其计算/处理后的图像。

(2)结合实验内容，评价腐蚀、膨胀以及开运算、闭运算的效果，并说明它们各自适用条件。

%对二值图像做腐蚀、膨胀以及开运算和闭运算

close all;

clc;

clear;

I=imread('C:\Documents and Settings\Owner\My Documents\MATLAB\road3.jpg');

I2=im2bw(I); %对读入图像做二值化处理

[m,n]=size(I2);

subplot(2,3,1),imshow(I)

title('原始图像');

subplot(2,3,2),imshow(I2)

title('二值图像');

s=[1 1;1 0]; %腐蚀膨胀算子

%腐蚀运算

for i=1:m-1

for j=1:n-1

if (I2(i,j)==1)&&(I2(i+1,j)==1)&&(I2(i,j+1)==1)

I3(i,j)=1;

end

end

end

subplot(2,3,3),imshow(I3)

title('图像腐蚀1次');

%膨胀运算

for i=1:m-1

for j=1:n-1

if (I2(i,j)==1)||(I2(i+1,j)==1)||(I2(i,j+1)==1)

I4(i,j)=1;

end

end

end

subplot(2,3,4),imshow(I4)

title('图像膨胀1次');

%开运算

for i=1:m-2

for j=1:n-2

if (I3(i,j)==1)||(I3(i+1,j)==1)||(I3(i,j+1)==1)

I5(i,j)=1;

end

end

end

subplot(2,3,5),imshow(I5)

title('开运算');

%闭运算

for i=1:m-2

for j=1:n-2

if (I4(i,j)==1)&&(I4(i+1,j)==1)&&(I4(i,j+1)==1)

I6(i,j)=1;

end

end

end

subplot(2,3,6),imshow(I6)

title('闭运算');

由上图易知，原图像经1次腐蚀后，图像中的一些不连续点或线被腐蚀掉；而原图像经1次膨胀后，图像中的一些不连续点或线被连接在一起或膨胀。

原图像经开运算(先腐蚀后膨胀)，图像原先那些不完全连续部分，边缘孤点等被去掉，主体部分得以加强，因而图像特征明显，且清晰。

原图像经闭运算(先膨胀后腐蚀)，图像原先那些不完全连续部分，大部分被去掉，只保留最基本特征部分，因而图像特征被明显削弱。

实验三 边缘检测

一、实验目的与要求

目的：熟悉采用Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子、Laplacian算子和LOG算子检测数字图像的边缘。

要求：上机运行，调试通过。

二、 实验设备：

计算机、Matlab软件、VC++或C语言软件

三、实验内容

利用VC++/C或MatLab中关于边缘检测的函数，分别采用Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子、Laplacian算子和LOG算子检测数字图像的边缘。

四、实验原理

两个具有不同灰度值的相邻区域之间总存在边缘，边缘是灰度值不连续的结果，这种不连续性通常可以利用求导数的方法方便地检测到。常用的边缘检测算子有Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子、LOG算子和Laplacian算子。

Roberts算子是一种利用局部差分算子寻找边缘的算子，其模板如图：

Sobel算子的两个卷积计算核如图：

Prewitt算子的两个卷积计算核如图：

LOG算子=高斯滤波+拉普拉斯边缘检测。

Laplacian算子是二阶导数的二维等效式，卷积核如图：