基于椭圆结构元素的自适应形态学运算方法*

文昊天，王小鹏，杨文婷，王 伟

(兰州交通大学 电子与信息工程学院,甘肃 兰州 730070)

0 引 言

如何构造合适的结构元素是自适应形态学运算方法中的关键[1～5]。文献[6]提出了一种利用自适应形态学滤波和融合辅助彩色图像结构信息的HSI恢复方法，通过图像信息构造每个像素形态特征的自适应结构元素，同时去除混合噪声，保持良好的空间结构；文献[7]提出了一种自适应形态学闭运算，利用惯性张量估计图像局部结构几何特征，之后根据几何特征构造结构元素；文献[8]提出了基于形态学多结构元边缘提取算子,既有良好的边缘提取特性,又可很好地解决了噪声抑制和保持图像边缘细节之间的矛盾,通过灰度加权平均值作为阈值进行二值化,更加突出了边缘效果；文献[9]提出一种计算中心像素与邻域像素均方差的方法对形态学边缘检测算子进行改进,有效减少噪声；文献[10]利用图空间提出了相似权概念，定义了自适应结构元素并提出了一种自适应形态学算子；文献[11]提出了一种利用结构纹理模型与自适应数学形态学相结合的织物瑕疵检测算法。但固定结构元素在对图像做形态学运算时容易产生新的人为目标、改变目标的边缘位置、破坏原有目标间的过渡区边界和丢失小目标等。

本文在线性结构张量[12]的基础上提出了椭圆结构元素。因为椭圆结构元素介于线形和圆形之间，所以这种自适应形态学膨胀和腐蚀可以在不产生人为边缘的情况下丢失较少的图像暗细节和亮细节，而相应的开闭运算可以增强和连接图像暗细节和亮细节特征，并且不会对图像边缘过度拉伸，有较好的边缘保持和抗噪能力。……