扩张期间不需要的噪声元素

Question

我正在对二值米粒图片应用膨胀操作。当使用的结构元素大小为 9x9 时，噪声粒子会变大，这是合乎逻辑的。但是当我使用大小为 15x15 的结构元素时，我会得到与原始噪声粒子相邻的新噪声粒子。这很令人困惑，因为我不知道为什么会这样。结构元素是一个全为 1 的 nxn 矩阵。已附上图片以供参考。

参考图片：

膨胀图像（9x9 SE）：

膨胀图像（15x15 SE）：
请帮忙！！

代码：

void DilateBinary(Mat Image, Mat& op, double* SE, int m){
op=Image.clone();
double pixelvalue;

int limit=(m-1)/2;
for(int y = limit; y < (Image.rows - limit); y++)
            {
                for(int x = limit; x < (Image.cols - limit); x++)
                {
                    double max=0.0;
                    //printf("Input pixel: %u \n",Image.at<unsigned char>(y,x));
                    for(int j = -limit; j <=limit ; j++)
                    {
                        for(int i = -limit; i <=limit ; i++)
                        {
                            if(*(SE + (j+1)*m + (i+1) ) > 0)
                            {
                                pixelvalue = (*(SE + (j+1)*m + ((2*limit)-(i+1)) )) * (Image.at<unsigned char>(y+j,x+i));
                                //printf("%f",pixelvalue);
                                if (pixelvalue>127)
                                    max=255.0;
                            }
                        }
                    }
                    op.at<uchar>(y,x) = max;
                    //printf("Output pixel: %u \n",op.at<unsigned char>(y,x));
                    //printf("Modified pixel= %f %d\n",pixelvalue,cvRound(pixelvalue));

                }
            }

注意：SE 是指向我正在使用的 mask/SE 的指针。 & m 对于 9x9 SE 为 9，对于 15x15 SE 为 15......

Answer 1

罪魁祸首是你在第二个嵌套 for 循环块中的 if 语句：

for(int j = -limit; j <=limit ; j++) {
    for(int i = -limit; i <=limit ; i++) {
        if(*(SE + (j+1)*m + (i+1) ) > 0) {
            pixelvalue = (*(SE + (j+1)*m + ((2*limit)-(i+1)) ))  (Image.at<unsigned char>(y+j,x+i));
            if (pixelvalue>127)
                max=255.0;
        }
    }
}

您索引到结构元素的方式假设它是一个 3 x 3 掩码，因为您期望 i 和 j 从 -1 悬停到 1。 Mark Ransom 的评估是正确的，因为您将拥有负值的指数。尝试设置m = 15，这是你的问题所在。这意味着 limit = 7 然后从这个循环的开头开始查看您正在访问的行和列，因为您正在尝试访问具有行优先线性索引的掩码。

如果limit = 7，这意味着在开头，j = -7, i = -7等等(j+1)*m = (-7+1)*15 = -90。还有(2*limit) - (i+1) = (2*7) - (-7+1) = 20。这最终意味着您正在尝试访问 SE - 90 + 20 = SE - 70 的内存位置，因此您实际上是在评估距离结构元素原点 70 个字节（假设 unsigned char）的内存位置，而不是顶部结构元素的左角...所以你确定你写的代码正确吗？我很惊讶你还没有遇到任何分段错误。您可能幸运地使用 9 x 9 因为行偏移量为负，但列偏移量将为正并且它们的大小可能相等，因此您可能幸运地访问了所有结构元素，但是这对于更大的掩码尺寸肯定不会如此。

为了确保覆盖所有的mask系数，需要将偏移量改为+limit，而不是+1。我也不明白 if 语句中的 2*limit 。您可以直接访问 mask 元素。因此，您需要这样做：

for(int j = -limit; j <=limit ; j++) {
    for(int i = -limit; i <=limit ; i++) {
        if(*(SE + (j+limit)*m + (i+limit) ) > 0) {
            pixelvalue = (*(SE + (j+limit)*m + (i+limit) )) * (Image.at<unsigned char>(y+j,x+i));
            if (pixelvalue>127)
                max=255.0;
        }
    }
}

但是，如果我能提出一些建议，因为您正在进行形态二元膨胀，您只需检查结构元素中是否有任何像素接触到白色像素。因为这是一个方形结构元素，所以这会更容易。本质上，在 m x m 像素邻域中，如果任何像素不为零，则将输出设置为 255 并跳出循环。对您的代码进行的小优化可能是：

for(int j = -limit; j <=limit ; j++) {
    for(int i = -limit; i <=limit ; i++) {
        pixelValue = (*(SE + (j+limit)*m + (i+limit) )); // Get structuring element value
        pixelValue *= (Image.at<unsigned char>(y+j,x+i)); // Obtain corresponding intensity
        if (pixelValue != 0) { // If non-zero, set output to max and break
            max = 255.0;
            i = limit + 1; j = limit + 1; // break out of loop
        }
    }
}

当你有完全黑暗的区域时，这显然不会节省任何东西，但当涉及到完全白色的区域时，双重嵌套 for 循环运行通过结构元素只会迭代一次。它可能会节省一些时钟周期，但请始终记住，蛮力形态学本身已经具有可怕的计算复杂性。

扩张期间不需要的噪声元素

Unwanted Noise element during dilation

c

image

image-processing

mathematical-morphology

image-morphology