Morphological Transformations

영상을 형태학적 관점에서 보고 접근하는 방법

영상내에 존재하는 특정 객체의 형태를 변형시키는 용도로 사용되는 영상처리기법

• 이진영상처리에 주로 사용됨
• 집합의 포함관계,이동,대칭,여집합,차집합 등을 이용함
• 영상에서 잡음을 제거하거나 ,영상에서 객체의 모양을 기술하는 용도로 사용됨
  예: 모폴로지의 대표적인 예로 침식과 팽창연산이있음
• 고수준 모폴로지 를 적용하려면 morphologyEx 함수를 이용

Erode, Dilate

필터 내부의 가장 낮은(어두운) 값으로 변환(and) - 침식연산

• 바이너리 이미지에서 흰색 오브젝트의 외곽 픽셀을 0(검은색)으로 만듭니다.
• Foreground 가 되는 이미지의 경계부분을 침식시켜서 Background 이미지로 전환한다.
• Foreground 이미지가 가늘게 된다.
• 흐릿한 경계부분은 배경으로 만들어버린다고 생각

cv2.erode(src, kernel, dst, anchor, iterations, borderType, borderValue)
erosion = cv2.erode(img, kernel, iterations=1)

• src – the depth should be one of CV_8U, CV_16U, CV_16S, CV_32F or CV_64F.
• kernel – structuring element. cv2.getStructuringElemet() 함수로 만들 수 있음.
• anchor – structuring element의 중심. default (-1,-1)로 중심점.
• iterations – erosion 적용 반복 횟수

필터 크기를 크게 할 수록 변화량이 많아진다.

사용한 커널의 크기에 따라 오브젝트 외곽에서 0이 되는 픽셀의 정도가 달라집니다.

iterations : 반복 수행 횟수

3번째 인자는 mask의 중심점인데 default로 -1,-1이 들어간다.

Dilate

필터 내부의 가장 높은(밝은) 값으로 변환(or) - 팽창연산

cv2.dilation(src, kernel, dst, anchor, iterations, borderType, borderValue)

• rc – the depth should be one of CV_8U, CV_16U, CV_16S, CV_32F or CV_64F.
• kernel – structuring element. cv2.getStructuringElemet() 함수로 만들 수 있음.
• anchor – structuring element의 중심. default (-1,-1)로 중심점.
• iterations – dilation 적용 반복 횟수
• 바이너리 이미지에서 흰색 오브젝트의 외곽 픽셀 주변에 1(흰색)으로 추가합니다.
• 노이즈(작은 흰색 오브젝트)를 없애기 위해 사용한 Erosion에 의해서 작아졌던 오브젝트를 원래대로 돌리거나 인접해 있는 오브젝트들을 하나로 만드는데 사용할 수 있습니다.

Opening

두 연산은 순서에 따라 서로 다른 기능을 한다.

• Erode - Dilate
• cv2.MORPH_OPEN
• 이미지 상의 노이즈(작은 흰색 물체)를 제거하는데 사용합니다.

kernel = np.ones((5, 5), np.uint8)
result = cv2.morphologyEx(img, cv2.MORPH_OPEN, kernel)

cv2.morphologyEx(src, op, kernel[, dst[, anchor[, iterations[, borderType[, borderValue]]]]])

opened = cv2.cv2.morphologyEx(binary, cv2.MORPH_OPEN,
            cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_ELLIPSE, (5,5)), iterations=5)

• src – Source image. The number of channels can be arbitrary. The depth should be one of CV_8U, CV_16U, CV_16S, CV_32F or ``CV_64F`.
• op - Type of a morphological operation that can be one of the following:
  • MORPH_OPEN - an opening operation
  • MORPH_CLOSE - a closing operation
  • MORPH_GRADIENT - a morphological gradient. Dilation과 erosion의 차이.
  • MORPH_TOPHAT - “top hat”. Opeining과 원본 이미지의 차이
  • MORPH_BLACKHAT - “black hat”. Closing과 원본 이미지의 차이
• kernel – structuring element. cv2.getStructuringElemet() 함수로 만들 수 있음.
• anchor – structuring element의 중심. default (-1,-1)로 중심점.
• iterations – erosion and dilation 적용 횟수
• borderType – Pixel extrapolation method. See borderInterpolate for details.
• borderValue – Border value in case of a constant border. The default value has a special meaning.

Closing

• Dilate - Erode
• cv2.MORPH_CLOSE
• 보통 한 객체를 추출했을 때 두개 이상의 작은 부분으로 나올 경우 큰 객체로 합칠 때 사용한다.
• 희색 오브젝트에 있는 작은 검은색 구멍들을 메우는데 사용합니다.

closed = cv2.cv2.morphologyEx(binary, cv2.MORPH_CLOSE,
            cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_ELLIPSE, (5,5)), iterations=5)