結構元

結構元就是形態學操作中涉及到的一個關鍵的因子。

基本介紹

• 中文名：結構元
• 外文名：Structuring Element

定義

採用形 態學方法進行圖像處理時，要用到一個被稱為結構元（）的 輔助工具，所謂結構元就是一個形狀和大小已知的像素點集，通常還要為結構元定義一個中心。

數學形態學運算是在結構元作用下進行的，利用它與二值圖像對應的區域進行特定的邏輯運算。所渭結構元是指一種特殊定義的鄰域結構，在圖像中不斷移動結構元，就可以考察圖像之間各部分的關係，其形狀、尺寸的選擇決定了數學形態學運算的效果。
結構元選擇的主要原則是：
1)結構元在幾何上必須比原圖像簡單，且有界。
2)在多尺度形態學分析中，結構元的大小可以變化，。但結構元的尺寸一般要明顯小於目標圖像的尺寸。
3)結構元的凸性很重要．保證連線兩點的線段位於集合的內部。
4)根據不同的圖像分析目的，常用的結構元有方形、扁平形、圓形等。
圖l()4是利用結構元進行形態學的運算示意圖，右側為結構元。
運用形態學進行圖像分析的基本步驟是：
1)分析圖像中目標的幾何結構特徵。下圖為利用結構元進行的圖像操作。
2)根據目標的結構特徵選擇適當形狀和大小的結構元。
3)用選定的結構元對圖像進行擊中與否的變換，得到比原始圖像更顯著突出物體特徵信息的圖像。

利用結構元進行圖像操作

相應函式

strel函式

工具箱函式strel用於構造各種形狀和大小的結構元，基本語法是：
Se=strel（shape，parameters）
其中，shape是用於指定希望形狀的字元串，而parameters是描述形狀信息的參數列表。例如，strel('diamand'，5)返回菱形的結構元，並沿水平軸和垂直軸擴展5個像素。
下面總結了strel可以構造的各種形狀。
除了簡化常用的結構元形狀的產生外，函式strel還有重要的以分解形式產生結構元的
特性。函式imdilate自動地用分解信息加快膨脹處理。以下例子說明strel如何返回有關結構元的分解信息。

strel函式表

用strel分解結構元

考慮用strel函式構造菱形結構元：
>>se=strel(’diamond’，5)
Se=
Flat STREL object containing 61 neighbors．

Decomposition：4 STREL objects containing a total of 17 neighbors
Neighborhood：

結果圖

函式strel的輸出不是正規的MATLAB矩陣，相反，而是被稱作strel對象的某個特殊類型的量。命令視窗中顯示了包括鄰值的strel對象(在這種情況下，是菱形模式的由1組成的矩陣)；結構元中值為1的像素的數目是(61)；分解結構元的數目是(4)；分解結構元中值為1的總的像素數目是(17)。函式getsequence可用於提取並檢查分解中單獨的結構元：

>>decomp
>>whos
Name Size Bytes Class Attributes
Decomp 4x1 1716 stre

Se 1x1 3309 strel

whos的輸出表明se和decomp均為strel目標，並且更進一步，decomp是strel目標的4元素向量。分解中的4結構元能夠用索引單個地進行檢查：
into decomp：
>>decomp(1)
ans=
Flat STREL obj ect containing 5 neighbors
Neighborhood：
0 1 0