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1、.174.2 程序运行结果.19第五章 总结.27致谢 .28参考文献 .29附 录 .30数学形态学方法在目标检测中应用VContentsChapter 1 Introduction .11.1 The summary of Mathemztical Morphology.11.2 The signification and application of Mathemztical Morphology.2Chapter 2 The basic operation of Mathemztical Morphology.32.1 Erode and dilate of binary image
2、.32.2 Open operation and close operation of binary image .62.3 Erode and dilate of gray image.82.4 Open operation and close operation of gray image.10Chapter 3 Top-Hat operator and small target detection.123.1 Energy accumulation .123.2 Top-Hat algorithm .133.3 Choosen of binary threshold.153.4 The
3、continuity of targets motion and the diction of the locus .15Chapter 4 The environment and the result of the program.174.1 The environment and tools of the development.174.2 The result of the program.19Chapter 5 Summary .27Acknowlodgement .28References .29Appendix .301第一章 绪论1.1 数学形态学的综述数学形态学(Mathemz
4、tical Morphology)是一种应用于图象处理和模式识别领域的新的方法. 形态学是生物学的一个分支,常用他来处理动物和植物的形状和结构。数学形态学的历史可追溯到 19 实际的 Eular.Crofton 和本世纪的 Minkowski.1964 年,法国学者 Serra 对铁矿石的岩相进行了定量分析,以预测铁矿石的可扎性。几乎在同时,Matheron 研究了多孔介质的几何结构。渗透性及两者的关系,他们的研究成果直接导致数学形态学雏形的形成。随后,Serra 和 Matheron 在法国共同建立;俄风丹白露(Fontainebleau)数学形态学研究中心。在以后几年的研究中,他们逐步建立
5、并进一步完善了数学形态学的理论体系。此后,又研究了基于数学形态学的图象处理系统。随着数学形态学逻辑基础的发展,其应用开始向边缘科学和工业技术方面发展。数学形态学的应用领域已不限于传统的微生物和材料学领域,80 年代初又出现了几种新的应用领域, 如:工业控制,放射医学,运动场景分析等。数学形态学在我国的应用研究也很快,目前,已研制出一些以数学形态学为基础的实用图象处理系统,如:中国科学院生物物理研究所和计算机技术研究所负责,由软件研究所,电子学研究所和自动化研究所参与的癌细胞自动识别系统等。数学形态学是一门综合了多学科知识的交叉科学,其理论基础颇为艰深,但其基本观念却比较简单。它体现了逻辑推理与
6、数学演义的严禁性,又要求具备与实践密切相关的实验技术与计算技术。它涉及微分几何,积分几何,测度论,泛函分析和随机过程等许多数学理论,其中积分几何和随机集论是其赖以生存的基石。总之,数学形态学是建立在严格的数学理论基础上而又密切联系实际的科学。经过 30 多年的发展,数学形态学无论在理论方而还是应用方而(尤其是在视觉检测方而)都取得了举世瞩目的成就。然而,作为人土视觉的一种方法,数学形态学在把握自然景物的含义,以及人类思维的符号描述方而尚显得不够有力,有待于进一步发展。正如塞拉(J.Serra )木人所说:“ 如果证明,在某些时候,形态学方法比其它方法在模式识别方而更有效,那是因为它更好地在把握
7、了景物的几何特点,仅此而已。 ”数学形态学基于探测的基本思想,以及作为基本运算的(或极大极小)关系表示,确实反映了自然界中一类相当普遍的现象。可以确信,数学形态学这门新兴学科尚有相当广阔的空间有待进一步开拓。用于描述数学形态学的语言是集合论,因此,它可以提供一个同意而强大的工具来处理数学形态学方法在目标检测中应用2图象处理中所遇到的问题。利用数学形态学对物体几何结构的分析过程就是主客体相互逼近的过程。利用数学形态学的几个基本概念和运算,将结构元灵活地组合。分解,应用形态学变换序列达到分析的目的。目前国内也开发了采用数学形态学方法的图像处理产品,一些科研院所在科研和教学方而都引入了数学形态学的方
8、法和内容。此外,国内还出版了有关数学形态学方法方而的专著和一定数量的学术论文。但在总体水,方法和应用普及性方面,还有许多工作需要进一步去做。1.2 数学形态学的意义及应用数学形态学是一门建立在严格数学理论基础上的学科,其基本思想和方法对图象处理的理论和技术产生重大影响。许多非常成功的理论模型和视觉检测系统都采用了数学形态学算法做为其理论基础或组成部分。事实上,数学形态学已经构成了一种新型的图象处理方法和理论,形态学图象处理已成为计算机图象处理的一个主要研究领域。着们学科在计算机文字识别,计算机显微分析,医学图象处理,工业检测,机器人视觉等方面都取得非常成功的应用。有些计算机图象处理和分析系统已
9、把形态学运算作为基本运算,由此出发来考虑体系结构。一些形态学的算法,已经作为计算机芯片,许多研究成果已经作为专利出售,其影响已经波及到计算机图象处理的有关领域,包括图象增强,分割,恢复,边缘检测,文纹理分析,颗粒分析,形状分析,压缩,成分分析,及细化等诸多领域。目前,有关形态学的技术和应用在不断的发展扩大和。从某种意义上讲,形态学处理是以几何学为基础的。它着重研究图象的几何结构,这种结构表示的可以是分析对象的宏观性质,例如,在分析一个工具或印刷字符的形状时,研究的就是其宏观结构形态;也可以是微观性质,例如,在分析颗粒分布或由小的基本元产生的纹理时,研究的便是其微观结构形态。形态学研究图象几何结
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