Che cos'è l'elaborazione di immagini morfologiche?
L'elaborazione morfologica delle immagini è una tecnica per modificare i pixel in un'immagine. Nel caso di un'immagine in scala di grigi i pixel sono identificati dai valori binari di 0 e 1 e il processo viene condotto utilizzando sofisticati algoritmi di elaborazione delle immagini o operazioni meno matematicamente complicate. Questi includono erosione e dilatazione, nonché apertura e chiusura. Lo scopo dell'elaborazione morfologica delle immagini è di rimuovere artefatti indesiderati da un'immagine o migliorarne la chiarezza. Viene utilizzato in applicazioni come l'elaborazione delle impronte digitali, la visualizzazione di immagini da telescopi spaziali e l'analisi di scansioni mediche.
Un oggetto in un'immagine è rappresentato da un insieme specifico di pixel, chiamato pixel dell'oggetto. I pixel di sfondo sono rappresentati separatamente e sono bianchi. L'operazione di erosione converte i pixel associati al confine dell'oggetto in pixel sullo sfondo, mentre con la dilatazione, i pixel di sfondo confinanti vengono cambiati in quelli associati all'oggetto. Gli oggetti diventano più piccoli durante il processo di erosione e si allargano o si fondono anche durante la dilatazione.
Le due operazioni possono essere combinate nell'elaborazione morfologica dell'immagine, quindi un'immagine può essere modificata eseguendo l'erosione e quindi la dilatazione, che si traduce in apertura. Filamenti e pixel isolati possono essere rimossi dall'oggetto in questo modo per rendere più uniforme l'immagine. I pixel di sfondo possono essere filtrati usando l'operazione di chiusura, che può rimuovere buchi e pixel che sono già noti per non essere nel posto giusto. Un'altra tecnica di elaborazione morfologica delle immagini è chiamata scheletrizzazione, durante la quale è possibile rimuovere pixel extra per formare singole linee. Viene spesso utilizzato per elaborare le impronte digitali.
Le applicazioni di elaborazione delle immagini utilizzano alcune regole per modificare la visualizzazione delle immagini o utilizzare la teoria degli insiemi, un concetto matematico che è spesso più sofisticato del necessario. Nel cambiare un pixel da oggetto a sfondo, il programma considera solo i pixel associati all'oggetto. Si concentra anche sulle regioni dei bordi, quindi i pixel di sfondo vicini vengono analizzati prima che i pixel neri possano essere modificati. Se un pixel oggetto deve essere modificato, allora più di un pixel simile deve confinarlo poiché la rimozione di pixel alla fine di una linea può distorcere l'immagine.
Un programma di elaborazione morfologica delle immagini si basa sull'idea di mantenere gli oggetti interi. Se togliendo un pixel si romperà un singolo oggetto, il programma non lo rimuoverà. La tecnologia di elaborazione delle immagini è costituita da vari programmi software che possono consentire la riproduzione delle modifiche alle immagini, il riavvolgimento delle modifiche per tornare alle configurazioni preferite e l'analisi su come le modifiche specifiche influenzano parti di un'immagine.