热门标签 | HotTags
当前位置:  开发笔记 > 编程语言 > 正文

Python学习18_高级形态学处理

转自:http:www.cnblogs.comdenny402p5166258.html形态学处理,除了最基本的膨胀、腐蚀、开闭运算、黑白帽处理外,还有一些更高级的运用,如凸包,连通区域

转自:http://www.cnblogs.com/denny402/p/5166258.html


形态学处理,除了最基本的膨胀、腐蚀、开/闭运算、黑/白帽处理外,还有一些更高级的运用,如凸包,连通区域标记,删除小块区域等。

1、凸包

凸包是指一个凸多边形,这个凸多边形将图片中所有的白色像素点都包含在内。

函数为:

skimage.morphology.convex_hull_image(image)

输入为二值图像,输出一个逻辑二值图像。在凸包内的点为True, 否则为False

例:

import matplotlib.pyplot as plt
from skimage import data,color,morphology

#生成二值测试图像
img=color.rgb2gray(data.horse())
img=(img<0.5)*1

chull = morphology.convex_hull_image(img)

#绘制轮廓
fig, axes = plt.subplots(1,2,figsize=(8,8))
ax0, ax1= axes.ravel()
ax0.imshow(img,plt.cm.gray)
ax0.set_title('original image')

ax1.imshow(chull,plt.cm.gray)
ax1.set_title('convex_hull image')

convex_hull_image()是将图片中的所有目标看作一个整体,因此计算出来只有一个最小凸多边形。如果图中有多个目标物体,每一个物体需要计算一个最小凸多边形,则需要使用convex_hull_object()函数。

函数格式:skimage.morphology.convex_hull_object(imageneighbors=8)

输入参数image是一个二值图像,neighbors表示是采用4连通还是8连通,默认为8连通。

例:

import matplotlib.pyplot as plt
from skimage import data,color,morphology,feature

#生成二值测试图像
img=color.rgb2gray(data.coins())
#检测canny边缘,得到二值图片
edgs=feature.canny(img, sigma=3, low_threshold=10, high_threshold=50)

chull = morphology.convex_hull_object(edgs)

#绘制轮廓
fig, axes = plt.subplots(1,2,figsize=(8,8))
ax0, ax1= axes.ravel()
ax0.imshow(edgs,plt.cm.gray)
ax0.set_title('many objects')
ax1.imshow(chull,plt.cm.gray)
ax1.set_title('convex_hull image')
plt.show()

2、连通区域标记

在二值图像中,如果两个像素点相邻且值相同(同为0或同为1),那么就认为这两个像素点在一个相互连通的区域内。而同一个连通区域的所有像素点,都用同一个数值来进行标记,这个过程就叫连通区域标记。在判断两个像素是否相邻时,我们通常采用4连通或8连通判断。在图像中,最小的单位是像素,每个像素周围有8个邻接像素,常见的邻接关系有2种:4邻接与8邻接。4邻接一共4个点,即上下左右,如下左图所示。8邻接的点一共有8个,包括了对角线位置的点,如下右图所示。

在skimage包中,我们采用measure子模块下的label()函数来实现连通区域标记。

函数格式:

skimage.measure.label(image,cOnnectivity=None)

参数中的image表示需要处理的二值图像,connectivity表示连接的模式,1代表4邻接,2代表8邻接。

输出一个标记数组(labels), 从0开始标记。

import numpy as np
import scipy.ndimage as ndi
from skimage import measure,color
import matplotlib.pyplot as plt

#编写一个函数来生成原始二值图像
def microstructure(l=256):
n
= 5
x, y
= np.ogrid[0:l, 0:l] #生成网络
mask = np.zeros((l, l))
generator
= np.random.RandomState(1) #随机数种子
points = l * generator.rand(2, n**2)
mask[(points[0]).astype(np.int), (points[
1]).astype(np.int)] = 1
mask
= ndi.gaussian_filter(mask, sigma=l/(4.*n)) #高斯滤波
return mask > mask.mean()

data
= microstructure(l=128)*1 #生成测试图片

labels
=measure.label(data,cOnnectivity=2) #8连通区域标记
dst=color.label2rgb(labels) #根据不同的标记显示不同的颜色
print('regions number:',labels.max()+1) #显示连通区域块数(从0开始标记)

fig, (ax1, ax2)
= plt.subplots(1, 2, figsize=(8, 4))
ax1.imshow(data, plt.cm.gray, interpolation
='nearest')
ax1.axis(
'off')
ax2.imshow(dst,interpolation
='nearest')
ax2.axis(
'off')

fig.tight_layout()
plt.show()

在代码中,有些地方乘以1,则可以将bool数组快速地转换为int数组。

结果如图:有10个连通的区域,标记为0-9

如果想分别对每一个连通区域进行操作,比如计算面积、外接矩形、凸包面积等,则需要调用measure子模块的regionprops()函数。该函数格式为:

skimage.measure.regionprops(label_image)

返回所有连通区块的属性列表,常用的属性列表如下表:

属性名称 类型 描述
area int 区域内像素点总数
bbox tuple 边界外接框(min_row, min_col, max_row, max_col)
centroid array 质心坐标
convex_area int 凸包内像素点总数
convex_image ndarray 和边界外接框同大小的凸包
coords ndarray 区域内像素点坐标
Eccentricity  float 离心率
equivalent_diameter  float 和区域面积相同的圆的直径
euler_number int 区域欧拉数
extent  float 区域面积和边界外接框面积的比率
filled_area int 区域和外接框之间填充的像素点总数
perimeter  float 区域周长
label int 区域标记

 

3、删除小块区域

有些时候,我们只需要一些大块区域,那些零散的、小块的区域,我们就需要删除掉,则可以使用morphology子模块的remove_small_objects()函数。

函数格式:skimage.morphology.remove_small_objects(armin_size=64cOnnectivity=1in_place=False)

参数:

ar: 待操作的bool型数组。

min_size: 最小连通区域尺寸,小于该尺寸的都将被删除。默认为64.

connectivity: 邻接模式,1表示4邻接,2表示8邻接

in_place: bool型值,如果为True,表示直接在输入图像中删除小块区域,否则进行复制后再删除。默认为False.

返回删除了小块区域的二值图像。

import numpy as np
import scipy.ndimage as ndi
from skimage import morphology
import matplotlib.pyplot as plt

#编写一个函数来生成原始二值图像
def microstructure(l=256):
n
= 5
x, y
= np.ogrid[0:l, 0:l] #生成网络
mask = np.zeros((l, l))
generator
= np.random.RandomState(1) #随机数种子
points = l * generator.rand(2, n**2)
mask[(points[0]).astype(np.int), (points[
1]).astype(np.int)] = 1
mask
= ndi.gaussian_filter(mask, sigma=l/(4.*n)) #高斯滤波
return mask > mask.mean()

data
= microstructure(l=128) #生成测试图片

dst
=morphology.remove_small_objects(data,min_size=300,cOnnectivity=1)

fig, (ax1, ax2)
= plt.subplots(1, 2, figsize=(8, 4))
ax1.imshow(data, plt.cm.gray, interpolation
='nearest')
ax2.imshow(dst,plt.cm.gray,interpolation
='nearest')

fig.tight_layout()
plt.show()

在此例中,我们将面积小于300的小块区域删除(由1变为0),结果如下图:

 

 4、综合示例:阈值分割+闭运算+连通区域标记+删除小区块+分色显示

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.patches as mpatches
from skimage import data,filter,segmentation,measure,morphology,color

#加载并裁剪硬币图片
image = data.coins()[50:-50, 50:-50]

thresh
=filter.threshold_otsu(image) #阈值分割
bw =morphology.closing(image > thresh, morphology.square(3)) #闭运算

cleared
= bw.copy() #复制
segmentation.clear_border(cleared) #清除与边界相连的目标物

label_image
=measure.label(cleared) #连通区域标记
borders = np.logical_xor(bw, cleared) #异或
label_image[borders] = -1
image_label_overlay
=color.label2rgb(label_image, image=image) #不同标记用不同颜色显示

fig,(ax0,ax1)
= plt.subplots(1,2, figsize=(8, 6))
ax0.imshow(cleared,plt.cm.gray)
ax1.imshow(image_label_overlay)

for region in measure.regionprops(label_image): #循环得到每一个连通区域属性集

#忽略小区域
if region.area <100:
continue

#绘制外包矩形
minr, minc, maxr, maxc = region.bbox
rect
= mpatches.Rectangle((minc, minr), maxc - minc, maxr - minr,
fill
=False, edgecolor='red', linecnblogs_code_toolbar">


推荐阅读
  • 本文详细介绍了Java编程语言中的核心概念和常见面试问题,包括集合类、数据结构、线程处理、Java虚拟机(JVM)、HTTP协议以及Git操作等方面的内容。通过深入分析每个主题,帮助读者更好地理解Java的关键特性和最佳实践。 ... [详细]
  • 本文将介绍如何编写一些有趣的VBScript脚本,这些脚本可以在朋友之间进行无害的恶作剧。通过简单的代码示例,帮助您了解VBScript的基本语法和功能。 ... [详细]
  • PyCharm下载与安装指南
    本文详细介绍如何从官方渠道下载并安装PyCharm集成开发环境(IDE),涵盖Windows、macOS和Linux系统,同时提供详细的安装步骤及配置建议。 ... [详细]
  • Explore a common issue encountered when implementing an OAuth 1.0a API, specifically the inability to encode null objects and how to resolve it. ... [详细]
  • 深入解析Spring Cloud Ribbon负载均衡机制
    本文详细介绍了Spring Cloud中的Ribbon组件如何实现服务调用的负载均衡。通过分析其工作原理、源码结构及配置方式,帮助读者理解Ribbon在分布式系统中的重要作用。 ... [详细]
  • 深入理解C++中的KMP算法:高效字符串匹配的利器
    本文详细介绍C++中实现KMP算法的方法,探讨其在字符串匹配问题上的优势。通过对比暴力匹配(BF)算法,展示KMP算法如何利用前缀表优化匹配过程,显著提升效率。 ... [详细]
  • 本文详细介绍 Go+ 编程语言中的上下文处理机制,涵盖其基本概念、关键方法及应用场景。Go+ 是一门结合了 Go 的高效工程开发特性和 Python 数据科学功能的编程语言。 ... [详细]
  • 优化ListView性能
    本文深入探讨了如何通过多种技术手段优化ListView的性能,包括视图复用、ViewHolder模式、分批加载数据、图片优化及内存管理等。这些方法能够显著提升应用的响应速度和用户体验。 ... [详细]
  • 本文详细介绍如何使用Python进行配置文件的读写操作,涵盖常见的配置文件格式(如INI、JSON、TOML和YAML),并提供具体的代码示例。 ... [详细]
  • 技术分享:从动态网站提取站点密钥的解决方案
    本文探讨了如何从动态网站中提取站点密钥,特别是针对验证码(reCAPTCHA)的处理方法。通过结合Selenium和requests库,提供了详细的代码示例和优化建议。 ... [详细]
  • 本文详细介绍了如何在BackTrack 5中配置和启动SSH服务,确保其正常运行,并通过Windows系统成功连接。涵盖了必要的密钥生成步骤及常见问题解决方法。 ... [详细]
  • 探讨如何高效使用FastJSON进行JSON数据解析,特别是从复杂嵌套结构中提取特定字段值的方法。 ... [详细]
  • 本文介绍了Java并发库中的阻塞队列(BlockingQueue)及其典型应用场景。通过具体实例,展示了如何利用LinkedBlockingQueue实现线程间高效、安全的数据传递,并结合线程池和原子类优化性能。 ... [详细]
  • 深入理解Cookie与Session会话管理
    本文详细介绍了如何通过HTTP响应和请求处理浏览器的Cookie信息,以及如何创建、设置和管理Cookie。同时探讨了会话跟踪技术中的Session机制,解释其原理及应用场景。 ... [详细]
  • 深入理解Java中的volatile、内存屏障与CPU指令
    本文详细探讨了Java中volatile关键字的作用机制,以及其与内存屏障和CPU指令之间的关系。通过具体示例和专业解析,帮助读者更好地理解多线程编程中的同步问题。 ... [详细]
author-avatar
丶Olrickx
这个家伙很懒,什么也没留下!
PHP1.CN | 中国最专业的PHP中文社区 | DevBox开发工具箱 | json解析格式化 |PHP资讯 | PHP教程 | 数据库技术 | 服务器技术 | 前端开发技术 | PHP框架 | 开发工具 | 在线工具
Copyright © 1998 - 2020 PHP1.CN. All Rights Reserved | 京公网安备 11010802041100号 | 京ICP备19059560号-4 | PHP1.CN 第一PHP社区 版权所有