bwmorph

バイナリイメージのモルフォロジー演算

ページ内をすべて折りたたむ

構文

BW2 = bwmorph(BW,operation)

BW2 = bwmorph(BW,operation,n)

説明

例

BW2 = bwmorph(BW,operation) は、特定のモルフォロジー演算をバイナリイメージ BW に適用します。

メモ

3 次元ボリュームイメージのモルフォロジー演算を実行するには、bwmorph3 を使用します。

BW2 = bwmorph(BW,operation,n) は、演算を n 回適用します。n には Inf を使用できますが、その場合にはイメージが変更されなくなるまで処理が繰り返されます。

例

すべて折りたたむ

バイナリイメージのモルフォロジー演算の実行

ライブスクリプトを開く

バイナリイメージの読み取りと表示

BW = imread('circles.png');
imshow(BW);

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type image.

内部のピクセルを削除して形状の輪郭を残します。

BW2 = bwmorph(BW,'remove');
figure
imshow(BW2)

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type image.

イメージのスケルトンを取得します。

BW3 = bwmorph(BW,'skel',Inf);
figure
imshow(BW3)

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type image.

入力引数

すべて折りたたむ

`BW` — バイナリイメージ
2 次元数値行列 | 2 次元 logical 行列

バイナリイメージ。2 次元数値行列または 2 次元 logical 行列として指定します。数値入力の場合、非ゼロのピクセルは 1 (true) であると見なされます。

`operation` — 実行するモルフォロジー演算
文字ベクトル | string スカラー

実行するモルフォロジー演算。以下のいずれかに指定します。

操作	説明
`"bothat"`	ボトムハットを使用したモルフォロジー演算を実行し、そのイメージからイメージのモルフォロジークロージングを差し引いたものを返します。関数 `bwmorph` は、近傍の `ones(3)` を使用してモルフォロジークロージングを実行します。異なる近傍でボトムハットを使用したモルフォロジー演算を実行する場合は、関数 `imbothat` を使用します。
`"branchpoints"`	スケルトンの分岐点を検出する。次に例を示します。 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 becomes 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 メモ: 分岐点を見つけるには、イメージをスケルトン化しなければなりません。スケルトン化されたイメージを作成するには、`bwmorph(BW,"skel")` を使用します。
`"bridge"`	連結していない 2 つの非ゼロ近傍をもつ場合、連結されていないピクセルの橋渡しをする、つまり、`0` の値をとるピクセルを `1` に設定します。次に例を示します。 1 0 0 1 1 0 1 0 1 becomes 1 1 1 0 0 1 0 1 1
`"clean"`	このパターンの中心ピクセルのように孤立したピクセル (`0` に囲まれた単独の `1`) を削除します。 0 0 0 0 1 0 0 0 0
`"close"`	モルフォロジークロージング (膨張の後に収縮) を実行します。関数 `bwmorph` は、近傍の `ones(3)` を使用してモルフォロジークロージングを実行します。異なる近傍でモルフォロジークロージング演算を実行する場合は、関数 `imclose` を使用します。
`"diag"`	対角の塗りつぶしを使用して、背景の 8 連結性を削除します。次に例を示します。 0 1 0 0 1 0 1 0 0 becomes 1 1 0 0 0 0 0 0 0
`"endpoints"`	スケルトンの終点を検出します。次に例を示します。 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 becomes 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 メモ: 終点を見つけるには、イメージをスケルトン化しなければなりません。スケルトン化されたイメージを作成するには、`bwmorph(BW,"skel")` を使用します。
`"fill"`	このパターンの中心ピクセルのように孤立した内部ピクセル (`1` に囲まれた単独の `0`) を塗りつぶします。 1 1 1 1 0 1 1 1 1
`"hbreak"`	H 連結ピクセルを削除します。次に例を示します。 1 1 1 1 1 1 0 1 0 becomes 0 0 0 1 1 1 1 1 1
`"majority"`	3 行 3 列近傍内の 5 つ以上のピクセルが `1` の場合、ピクセルを `1` に設定します。そうでない場合は、ピクセルを `0` に設定します。
`"open"`	モルフォロジーオープニング (収縮の後に膨張) を実行します。関数 `bwmorph` は、近傍の `ones(3)` を使用してモルフォロジーオープニングを実行します。異なる近傍でモルフォロジーオープニング演算を実行する場合は、関数 `imopen` を使用します。
`"remove"`	内部のピクセルを削除します。このオプションでは、すべての 4 連結近傍が `1` の場合にピクセルが `0` に設定されます。こうして、境界のピクセルのみが残されます。
`"shrink"`	`n = Inf` を使用し、オブジェクトの境界からピクセルを削除してオブジェクトを点に縮小します。穴のないオブジェクトは点に縮小され、穴のあるオブジェクトは各穴と外側の境界の中間で連結リングにまで縮小されます。このオプションでは、オイラー数 (オイラー標数とも呼ばれる) が保存されます。
`"skel"`	`n = Inf` を使用して、オブジェクトを壊さずにオブジェクトの境界上のピクセルを削除します。イメージのスケルトンは、残りのピクセルにより構成されます。このオプションでは、オイラー数が保存されます。 3 次元ボリュームを処理する、またはスケルトンを枝刈りするとき、関数 `bwskel` を使用します。
`"spur"`	枝分かれしたピクセルを削除します。次に例を示します。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 becomes 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0
`"thicken"`	`n = Inf` を使用して、連結されていないオブジェクトが 8 連結になるまでピクセルをオブジェクトの外部に追加することにより、オブジェクトを太くします。このオプションでは、オイラー数が保存されます。
`"thin"`	`n = Inf` を使用し、オブジェクトの境界からピクセルを削除して、線になるまでオブジェクトを細くします。穴のないオブジェクトは最小限に連結されたひと筆に縮小され、穴のあるオブジェクトは各穴と外側の境界の中間で連結リングにまで縮小されます。このオプションでは、オイラー数が保存されます。詳細については、アルゴリズムを参照してください。
`"tophat"`	トップハットを使用したモルフォロジー演算を実行し、そのイメージからイメージのモルフォロジーオープニングを差し引いたものを返します。関数 `bwmorph` は、近傍の `ones(3)` を使用してモルフォロジーオープニングを実行します。異なる近傍でトップハットを使用したモルフォロジー演算を実行する場合は、関数 `imtophat` を使用します。

ヒント

モルフォロジー収縮またはモルフォロジー膨張を実行するには、それぞれ関数 imerode または imdilate を使用します。関数 bwmorph によって実行された収縮または膨張を繰り返す場合は、ones(3) として近傍を指定します。

データ型: char | string

`n` — 演算を実行する回数
正の整数 | `Inf`

演算を実行する回数。正の整数または Inf として指定します。n を Inf として指定した場合、イメージが変化しなくなるまで関数 bwmorph が演算を反復します。

例: 100

出力引数

すべて折りたたむ

`BW2` — モルフォロジー演算後のイメージ
2 次元 logical 行列

モルフォロジー演算後のイメージ。2 次元 logical 行列として返されます。

データ型: logical

アルゴリズム

すべて折りたたむ

"thin" オプションと共に使用した場合、bwmorph は、次のアルゴリズム[3]を使用します。

最初の部分反復では、条件 G₁、G₂、G₃ がすべて満たされる場合にのみ、ピクセル p を削除します。
2 番目の部分反復では、条件 G₁、G₂、 $G_{3}'$ がすべて満たされる場合にのみ、ピクセル p を削除します。

条件 G1 は次のとおりです。

$X_{H} (p) = 1$

ここで

$X_{H} (p) = \sum_{i = 1}^{4} b_{i}$

$b_{i} = {\begin{matrix} 1, if x_{2 i - 1} = 0 and (x_{2 i} = 1 or x_{2 i + 1} = 1) \\ 0, otherwise \end{matrix}$

x₁、x₂、...、x₈ は、p の 8 つの近傍の値です。東近傍から反時計回りに番号が振られています。

条件 G2 は次のとおりです。

$2 \leq \min {n_{1} (p), n_{2} (p)} \leq 3$

ここで

$n_{1} (p) = \sum_{k = 1}^{4} x_{2 k - 1} \lor x_{2 k}$

$n_{2} (p) = \sum_{k = 1}^{4} x_{2 k} \lor x_{2 k + 1}$

条件 G3 は次のとおりです。

$(x_{2} \lor x_{3} \lor {\bar{x}}_{8}) \land x_{1} = 0$

条件 G3' は次のとおりです。

$(x_{6} \lor x_{7} \lor {\bar{x}}_{4}) \land x_{5} = 0$

細線化アルゴリズムの反復作業 1 回分は、部分反復作業 2 回分で構成されています。反復回数 (n=Inf) として無限数を指定すると、イメージが変更しなくなるまで反復が行われます。条件はすべて、事前に計算されたルックアップテーブルをもつ applylut を使用してテストされます。

参照

[1] Haralick, Robert M., and Linda G. Shapiro, Computer and Robot Vision, Vol. 1, Addison-Wesley, 1992.

[2] Kong, T. Yung and Azriel Rosenfeld, Topological Algorithms for Digital Image Processing, Elsevier Science, Inc., 1996.

[3] Lam, L., Seong-Whan Lee, and Ching Y. Suen, "Thinning Methodologies-A Comprehensive Survey," IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol 14, No. 9, September 1992, page 879, bottom of first column through top of second column.

[4] Pratt, William K., Digital Image Processing, John Wiley & Sons, Inc., 1991.

拡張機能

C/C++ コード生成
MATLAB® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

使用上の注意および制限:

bwmorph では C コードの生成がサポートされています (MATLAB^® Coder™ が必要)。汎用の MATLAB Host Computer ターゲットプラットフォームを選択した場合、プリコンパイルされたプラットフォーム固有の共有ライブラリを使用するコードが、bwmorph によって生成されます。共有ライブラリを使用するとパフォーマンスの最適化は維持されますが、コードを生成できるターゲットプラットフォームが限定されます。詳細については、Image Processing Toolbox でサポートされているコード生成のタイプを参照してください。
コードを生成する際、演算を指定する文字ベクトルまたは string スカラーはコンパイル時の定数でなければなりません。最良の結果を得るには、入力イメージのクラスが logical でなければなりません。

GPU コード生成
GPU Coder™ を使用して NVIDIA® GPU のための CUDA® コードを生成します。

使用上の注意および制限:

コードを生成する際、演算を指定する文字ベクトルまたは string スカラーはコンパイル時の定数でなければなりません。最良の結果を得るには、入力イメージのクラスが logical でなければなりません。

GPU 配列
Parallel Computing Toolbox™ を使用してグラフィックス処理装置 (GPU) 上で実行することにより、コードを高速化します。

この関数は、GPU 配列を完全にサポートします。詳細については、GPU でのイメージ処理を参照してください。

バージョン履歴

R2006a より前に導入

参考

bwmorph

構文

説明

例

バイナリ イメージのモルフォロジー演算の実行

入力引数

BW — バイナリ イメージ 2 次元数値行列 | 2 次元 logical 行列

operation — 実行するモルフォロジー演算 文字ベクトル | string スカラー

n — 演算を実行する回数 正の整数 | Inf

出力引数

BW2 — モルフォロジー演算後のイメージ 2 次元 logical 行列

アルゴリズム

条件 G1 は次のとおりです。

条件 G2 は次のとおりです。

条件 G3 は次のとおりです。

条件 G3' は次のとおりです。

参照

拡張機能

C/C++ コード生成 MATLAB® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

GPU コード生成 GPU Coder™ を使用して NVIDIA® GPU のための CUDA® コードを生成します。

GPU 配列 Parallel Computing Toolbox™ を使用してグラフィックス処理装置 (GPU) 上で実行することにより、コードを高速化します。

バージョン履歴

参考

トピック

バイナリイメージのモルフォロジー演算の実行

`BW` — バイナリイメージ
2 次元数値行列 | 2 次元 logical 行列

`operation` — 実行するモルフォロジー演算
文字ベクトル | string スカラー

`n` — 演算を実行する回数
正の整数 | `Inf`

`BW2` — モルフォロジー演算後のイメージ
2 次元 logical 行列

C/C++ コード生成
MATLAB® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

GPU コード生成
GPU Coder™ を使用して NVIDIA® GPU のための CUDA® コードを生成します。

GPU 配列
Parallel Computing Toolbox™ を使用してグラフィックス処理装置 (GPU) 上で実行することにより、コードを高速化します。