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imclearborder

隐藏连接到图像边界的光亮结构

语法

J = imclearborder(I)

J = imclearborder(I,conn)

J = imclearborder(___,Name=Value)

说明

J = imclearborder(I) 隐藏图像 I 中比其周围更亮并且连接到图像边界的结构。使用此函数清理图像边界或选择图像边界。对于灰度图像，imclearborder 除了隐藏边界结构外，还往往会降低整体强度级别。输出图像 J 是灰度或二值图像，具体取决于输入。

J = imclearborder(I,conn) 指定像素连通性 conn。

J = imclearborder(___,Name=Value) 使用一个或多个名称-值参量指定如何选择边界结构的选项。例如，imclearborder(I,Borders=["left" "right"]) 仅删除触及图像左边界或右边界的结构。

示例

删除连接到图像边界的对象

打开实时脚本

将二值图像（显微镜下石英柱状颗粒的后处理图像 [2]）读入工作区并显示该图像。

originalBW = imread("quartz_columns.png");
imshow(originalBW)

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

清除图像中连接到图像边界的所有光亮对象，并显示调整后的图像。

BWclearB = imclearborder(originalBW);
imshow(BWclearB)

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

从图像中删除深色边界

打开实时脚本

将包含具有深色边界的对象的灰度图像读入工作区，并显示它。

I = imread("logo.png");
imshow(I)

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

将图像取反色并删除边界。显示图像。

J = imcomplement(I);
JNoBorder = imclearborder(J);
imshow(JNoBorder)

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

再次对图像取反色，使其还原到原始输入图像对比度。

INoBorder = imcomplement(JNoBorder);
imshow(INoBorder)

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

删除连接到所选图像边界的对象

打开实时脚本

将二值图像（显微镜下石英柱状颗粒的后处理图像 [2]）读入工作区并显示该图像。

originalBW = imread("quartz_columns.png");
imshow(originalBW)

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

仅删除连接到图像上边界或下边界的对象。

BWclear2B = imclearborder(originalBW, Borders=["top" "bottom"]);
imshow(BWclear2B)

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

连通性对清理边界的影响

打开实时脚本

创建一个简单的二值图像。

BW = [0     0     0     0     0     0     0     0     0
      0     0     0     0     0     0     0     0     0
      0     0     0     0     0     0     0     0     0
      1     0     0     1     1     1     0     0     0
      0     1     0     1     1     1     0     0     0
      0     0     0     1     1     1     0     0     0
      0     0     0     0     0     0     0     0     0
      0     0     0     0     0     0     0     0     0
      0     0     0     0     0     0     0     0     0];

使用 4 连通清理图像边界上的像素。请注意 imclearborder 不会清理 (5,2) 处的像素，因为在使用 4 连通时，该像素被认定为未连接到 (4,1) 处的边界像素。

BWc1 = imclearborder(BW,Connectivity=4)

BWc1 = 9×9

     0     0     0     0     0     0     0     0     0
     0     0     0     0     0     0     0     0     0
     0     0     0     0     0     0     0     0     0
     0     0     0     1     1     1     0     0     0
     0     1     0     1     1     1     0     0     0
     0     0     0     1     1     1     0     0     0
     0     0     0     0     0     0     0     0     0
     0     0     0     0     0     0     0     0     0
     0     0     0     0     0     0     0     0     0

现在使用 8 连通清理图像边界上的像素。imclearborder 会清理掉 (5,2) 处的像素，因为在使用 8 连通时，该像素被认定为连接到边界像素 (4,1)。

BWc2 = imclearborder(BW,Connectivity=8)

BWc2 = 9×9

     0     0     0     0     0     0     0     0     0
     0     0     0     0     0     0     0     0     0
     0     0     0     0     0     0     0     0     0
     0     0     0     1     1     1     0     0     0
     0     0     0     1     1     1     0     0     0
     0     0     0     1     1     1     0     0     0
     0     0     0     0     0     0     0     0     0
     0     0     0     0     0     0     0     0     0
     0     0     0     0     0     0     0     0     0

输入参数

`I` — 灰度或二值图像
数值数组 | 逻辑数组

灰度或二值图像，指定为数值或逻辑数组。

示例: I = imread('pout.tif');

数据类型: single | double | int8 | int16 | int32 | uint8 | uint16 | uint32 | logical

`conn` — 像素连通性
`4` | `8` | `6` | `18` | `26` | 由 `0` 和 `1` 组成的 3×3×...×3 矩阵

像素连通性，指定为下表中的值之一或一个由 0 和 1 组成的 3×3×...×3 矩阵。对于二维图像，默认连通性是 8，对于三维图像，默认连通性是 26。

值	意义
二维连通
`4`	如果像素的边缘相互接触，则这些像素具有连通性。像素的邻域是水平或垂直方向上的相邻像素。	当前像素以灰色显示。
`8`	如果像素的边缘或角相互接触，则这些像素具有连通性。像素的邻域是水平、垂直或对角线方向上的相邻像素。	当前像素以灰色显示。
三维连通
`6`	如果像素的面接触，则这些像素具有连通性。像素的邻域是符合以下条件的相邻像素：在所列方向之一上连通：内、外、左、右、上、下	当前像素以灰色显示。
`18`	如果像素的面或边缘接触，则这些像素具有连通性。像素的邻域是符合以下条件的相邻像素：在所列方向之一上连通：内、外、左、右、上、下在两个方向的组合上连通，如右下或内上	当前像素是立方体的中心。
`26`	如果像素的面、边缘或角接触，则这些像素具有连通性。像素的邻域是符合以下条件的相邻像素：在所列方向之一上连通：内、外、左、右、上、下在两个方向的组合上连通，如右下或内上在三个方向的组合上连通，如内右上或内左下	当前像素是立方体的中心。

对于更高的维度，imclearborder 使用默认值 conndef(ndims(I),'maximal')。

也可以通过指定由 0 和 1 组成的 3×3×...×3 矩阵，以更通用的方式来定义任意维度的连通性。值为 1 的元素定义相对于 conn 的中心元素的邻域位置。请注意，conn 必须关于其中心元素对称。有关详细信息，请参阅指定自定义连通性。

注意

如果指定非默认连通性，输入图像边缘上的像素可能不会被视为边框像素。例如，如果 conn = [0 0 0; 1 1 1; 0 0 0]，则第一行和最后一行的元素不被视为边框像素，因为根据连通性定义，它们未连接到图像外部的区域。

注意

如果同时指定 conn 参量和 Connectivity 名称-值参量，则 imclearborder 会根据 Connectivity 设置连通性并忽略 conn 的值。

数据类型: double | logical

名称-值参数

将可选的参量对组指定为 Name1=Value1,...,NameN=ValueN，其中 Name 是参量名称，Value 是对应的值。名称-值参量必须出现在其他参量后，但对各个参量对组的顺序没有要求。

示例: imclearborder(I,Borders=["left" "right"]) 可删除触及图像左边界或右边界的光亮结构。

`Borders` — 要删除结构的图像边界
字符串向量 | 由 `0` 和 `1` 组成的 N×2 矩阵

自 R2023b 起

要删除结构的图像边界，指定为字符串向量或由 0 和 1 组成的 N×2 矩阵：

字符串向量 - 以 "left"、"right"、"top" 和 "bottom" 的任意组合指定要针对二维图像的哪些边界删除结构。当您将 I 指定为二维图像时，Borders 的默认值为 ["left" "right" "top" "bottom"]。
由 0 和 1 组成的 N×2 矩阵 - 指定要针对 N 维图像的哪些边界删除结构，其中每行的第一个元素表示对应维度中的第一个边界，第二个元素表示该维度中的第二个边界。例如，如果 Borders(k,1) 是 1，则选择触及第 k 维中第一个边界的结构。如果 Borders(k,2) 是 1，则选择触及第 k 个维度中的第二个边界的结构。例如，指定 Borders = [0 0; 1 1; 0 0] 等效于指定 Borders = ["left" "right"]。N 维图像的 Borders 的默认值为 ones(ndims(I),2)，它指定删除触及图像所有边界的结构。

`Connectivity` — 像素连通性
`4` | `8` | `6` | `18` | `26` | 由 `0` 和 `1` 组成的 3×3×...×3 矩阵

自 R2023b 起

像素连通性，指定为 4、8、6、18、26 或由 0 和 1 组成的 3×3 ... ×3 矩阵。有关详细信息，请参阅 conn。

数据类型: double | logical

输出参量

`J` — 已处理的图像
数值数组 | 逻辑数组

已处理的灰度或二值图像，根据您指定的输入图像，以数值或逻辑数组形式返回。

算法

imclearborder 使用形态学重新构造，其中：

掩膜图像是输入图像。
标记图像边界上的元素等于掩膜图像，其他位置的元素都为 0。

参考

[1] Soille, Pierre. Morphological Image Analysis: Principles and Applications Berlin ; New York: Springer, 1999, 164–165.

[2] Molnar, Ian. Uniform quartz - Silver nanoparticle injection experiment, Digital Rocks Portal (April 2016). Accessed March 10, 2023. https://www.digitalrocksportal.org/projects/44, made available for documentation use under the ODC-BY 1.0 Attribution License.

扩展功能

C/C++ 代码生成
使用 MATLAB® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

用法说明和限制：

imclearborder 支持 C 代码生成（需要 MATLAB^® Coder™）。请注意，如果您选择通用的 MATLAB Host Computer 目标平台，imclearborder 生成的代码将使用平台特定的预编译共享库。使用共享库可保留性能上的优化，但适用范围仅限于生成的代码所适用的目标平台。有关详细信息，请参阅Image Processing Toolbox 中代码生成支持的类型。
最高支持三维输入。
名称-值参量 Connectivity 必须为编译时常量。
如果 Borders 值不是数值矩阵形式，则必须将其指定为元胞数组。

版本历史记录

在 R2006a 之前推出

R2023b: 改进的性能

imclearborder 函数的性能得到了改进。例如，根据代码运行计时显示，对 imclearborder 的调用比上一版本快 1.7 倍。

function t = imclearborderTimingTest 
    A = imbinarize(imread("rice.png"));
    f = @() imclearborder(A);
    t = timeit(f);
end

大致的执行时间是：

R2023a：0.85 毫秒

R2023b：0.51 毫秒

代码是在运行 macOS 12.5.1、Intel^® Core i9 CPU @ 3.6 GHz 的测试系统上进行计时的。

R2023b: 用于指定针对哪些边界删除结构的选项

使用 Borders 名称-值参量指定要删除所连接的结构的边界。例如，imclearborder(I,Borders=["left" "right"]) 删除仅触及图像左边界或右边界的光亮结构。

另请参阅

imkeepborder | conndef