形態学的画像処理とは

形態学的画像処理は、画像内のピクセルを変更するための技術です。 グレースケール画像の場合、ピクセルは0と1のバイナリ値によって識別され、プロセスは高度な画像処理アルゴリズムまたはそれほど数学的に複雑でない操作を使用して実行されます。 これらには、侵食と膨張、および開閉が含まれます。 形態学的画像処理の目的は、画像から不要なアーティファクトを削除するか、画像の鮮明度を向上させることです。 指紋処理、宇宙望遠鏡の写真の表示、医療スキャンの分析などのアプリケーションで使用されます。

画像内のオブジェクトは、オブジェクトピクセルと呼ばれる特定のピクセルセットで表されます。 背景ピクセルは個別に表され、白です。 侵食の操作は、オブジェクトの境界に関連付けられたピクセルを背景のピクセルに変換し、膨張により、境界の背景ピクセルはオブジェクトに関連付けられたピクセルに変更されます。 侵食プロセス中にオブジェクトが小さくなり、膨張中にオブジェクトが拡大またはマージされます。

2つの操作は形態学的画像処理で組み合わせることができるため、侵食を実行してから膨張を実行することで画像を編集することができ、その結果開口部が生じます。 この方法でオブジェクトからフィラメントと孤立したピクセルを削除して、画像を滑らかにすることができます。 背景ピクセルは、閉じ操作を使用してフィルター処理できます。これにより、適切な場所にないことが既にわかっている穴とピクセルを削除できます。 別の形態学的画像処理技術はスケルトン化と呼ばれ、その間に余分なピクセルを削除して単一の線を形成できます。 指紋の処理によく使用されます。

画像処理アプリケーションは、いくつかのルールを使用して画像の視覚化を変更したり、必要以上に洗練されていることが多い数学的概念である集合論を利用したりします。 オブジェクトから背景にピクセルを変更する際、プログラムはオブジェクトに関連付けられているピクセルのみを考慮します。 また、エッジ領域に集中するため、黒のピクセルを変更する前に隣接する背景ピクセルを分析します。 オブジェクトのピクセルを変更する場合、ラインの最後のピクセルを削除すると画像が歪む可能性があるため、複数の同様のピクセルがそれに隣接している必要があります。

形態学的画像処理プログラムは、オブジェクト全体を保持するという考え方に基づいています。 ピクセルを削除しても1つのオブジェクトが分割される場合、プログラムはそのオブジェクトを削除しません。 画像処理技術は、画像の変更の再生、優先設定への変更の巻き戻し、および特定の変更が画像の一部に与える影響の分析を可能にするさまざまなソフトウェアプログラムで構成されます。