图像处理中的腐蚀与膨胀算法详解

引言

在图像处理领域,形态学操作(Morphological Operations)是处理二值图像的重要工具。腐蚀(Erosion)和膨胀(Dilation)是形态学操作的两种基本形式,它们常用于消除噪声、分割图像、提取形状等任务。本篇博客将详细介绍这两种操作的原理、实现方法以及应用场景。

1. 什么是腐蚀与膨胀?

腐蚀和膨胀是图像形态学操作中的基本操作。它们主要作用于二值图像(即黑白图像),通过对图像中的像素进行空间上的操作来改变图像的形态。

  • 腐蚀(Erosion): 腐蚀操作会“侵蚀”掉前景对象的边界,使物体变小。它的作用是将前景中的噪声点去除,并使目标物体的边缘变得更光滑。

  • 膨胀(Dilation): 膨胀操作则会扩展前景对象,使物体变大。它常用于填充前景对象中的小孔或断裂部分。

2. 腐蚀与膨胀的数学原理

腐蚀和膨胀基于集合论中的形态学操作,它们通过结构元素(Structuring Element)对图像进行处理。

  • 腐蚀(Erosion)数学表达: