imdilate

膨胀图像

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语法

J = imdilate(I,SE)

J = imdilate(I,nhood)

J = imdilate(___,packopt)

J = imdilate(___,shape)

说明

J = imdilate(I,SE) 使用结构元素 SE 膨胀灰度、二值或压缩二值图像 I。

示例

J = imdilate(I,nhood) 对图像 I 执行扩张运算，其中 nhood 是由 0 和 1 组成的矩阵，用于指定结构元素邻域。

此语法等效于 imdilate(I,strel(nhood))。

J = imdilate(___,packopt) 指定 I 是否为压缩二值图像。

J = imdilate(___,shape) 指定输出图像的大小。

示例

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用垂直线结构元素膨胀图像

打开实时脚本

将二值图像读入工作区。

BW = imread("text.png");

创建一个垂直线形结构元素。

se = strel("line",11,90);

用垂直线条结构元素膨胀图像。

BW2 = imdilate(BW,se);

比较原始图像和膨胀图像。

imshow(BW)
title("Original")

Figure contains an axes object. The hidden axes object with title Original contains an object of type image.

imshow(BW2)
title("Dilated")

Figure contains an axes object. The hidden axes object with title Dilated contains an object of type image.

用滚动球膨胀灰度图像

打开实时脚本

将灰度图像读入工作区。

originalI = imread("cameraman.tif");

创建一个非平坦球形结构元素。

se = offsetstrel("ball",5,5);

膨胀该图像。

dilatedI = imdilate(originalI,se);

显示原始图像和膨胀的图像。

imshowpair(originalI,dilatedI,"montage")

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

使用球面结构元素膨胀三维空间中的点

打开实时脚本

创建一个包含两个点的逻辑三维体。

BW = false(100,100,100);
BW(25,25,25) = true;
BW(75,75,75) = true;

使用球面结构元素膨胀该三维体。

se = strel("sphere",25);
dilatedBW = imdilate(BW,se);

显示膨胀的三维图像体。

isosurface(dilatedBW,0.5)
axis equal

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

输入参数

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`I` — 输入图像
灰度图像 | 二值图像 | 压缩二值图像

输入图像，指定为灰度图像、二值图像或任意维度的压缩二值图像。

`SE` — 结构元素
`strel` 对象 | `offsetstrel` 对象 | 由 `strel` 对象组成的数组 | 由 `offsetstrel` 对象组成的数组

结构元素，指定为标量 strel 对象或 offsetstrel 对象。SE 也可以是 strel 对象或 offsetstrel 对象的数组，在这种情况下，imdilate 连续使用每个结构元素对输入图像执行多次膨胀。

imdilate 可对除数据类型为 logical 的图像之外的所有图像执行灰度膨胀。在这种情况下，结构元素必须为平面结构，并且 imdilate 执行二值膨胀。

`nhood` — 结构元素邻域
`0` 和 `1` 组成的矩阵

结构元素邻域，指定为 0 和 1 组成的矩阵。

示例: [0 1 0; 1 1 1; 0 1 0]

`packopt` — 压缩二值图像的指示符
`"notpacked"` (默认) | `"packed"`

压缩二值图像的指示符，指定为下列值之一。

值	描述
`"notpacked"`	`I` 被视为普通数组。
`"ispacked"`	`I` 被视为由 `bwpack` 生成的压缩二值图像。`I` 必须为二维 `uint32` 数组，`SE` 必须为平面二维结构元素。`shape` 的值必须为 `"same"`。

数据类型: char | string

`shape` — 输出图像的大小
`"same"` (默认) | `"full"`

输出图像的大小，指定为下列值之一。

值	描述
`"same"`	输出图像与输入图像大小相同。如果 `packopt` 的值为 `"ispacked"`，则 `shape` 必须为 `"same"`。
`"full"`	计算完全膨胀。

数据类型: char | string

输出参量

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`J` — 膨胀图像
灰度图像 | 二值图像 | 压缩二值图像

膨胀图像，以灰度图像、二值图像或压缩二值图像形式返回。如果输入图像 I 是压缩二值图像，则 J 也是压缩二值图像。J 与 I 具有相同的数据类型。

详细信息

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二值膨胀

用 B 对 A 执行二值膨胀（记为 A ⨁ B）的过程定义为如下集合运算：

$A \oplus B = {z | {(\hat{B})}_{z} \cap A \neq \emptyset},$

其中 $\hat{B}$ 是结构元素 B 的反射。换句话说，它是满足以下条件的像素位置 z 的集合：当反射的结构元素平移至位置 z 时与 A 中的前景像素存在重叠。注意，一些应用使用的膨胀定义不会反射结构元素。

有关二值膨胀的详细信息，请参阅 [1]。

灰度膨胀

在一般形式的灰度膨胀中，结构元素有高度。用 B(x, y) 对 A(x, y) 执行灰度膨胀的过程定义为：

$(A \oplus B) (x, y) = \max {A (x - x^{'}, y - y^{'}) + B (x^{'}, y^{'}) | (x^{'}, y^{'}) \in D_{B}},$

其中 D_B 是结构元素 B 的域，A(x, y) 假定为图像域外的 –∞。请注意，一些应用程序使用公式 A(x + x′, y + y′) 而不是 A(x – x′, y – y′) 来定义灰度膨胀。

要创建具有非零高度值的结构元素，请使用语法 strel(nhood,height)，其中 height 给出高度值，nhood 对应于结构元素域 D_B。

灰度膨胀最常使用平面结构元素 (B(x,y) = 0)。使用这种结构元素的灰度膨胀等效于使用局部最大值运算符：

$(A \oplus B) (x, y) = \max {A (x - x^{'}, y - y^{'}) | (x^{'}, y^{'}) \in D_{B}} .$

除了 strel(nhood,height)、strel("arbitrary",nhood,height) 和 strel("ball",___) 之外，所有 strel 语法都生成平面结构元素。

提示

如果图像 I 的维度大于结构元素的维度，则 imdilate 函数会将相同的形态学膨胀应用于较高维度上的所有平面。
您可以使用此行为对 RGB 图像执行形态学膨胀。为 RGB 图像指定二维结构元素，以便对每个颜色通道分别执行运算。
当指定结构元素邻域时，imdilate 通过 floor((size(nhood)+1)/2) 确定 nhood 的中心元素。
imdilate 自动利用结构元素对象的分解（如果存在分解）。此外，当使用具有分解的结构元素对象执行二值膨胀时，imdilate 会自动使用二值图像压缩来加速膨胀[3]。

参考

[1] Gonzalez, Rafael C., Richard E. Woods, and Steven L. Eddins. Digital Image Processing Using MATLAB. Third edition. Knoxville: Gatesmark Publishing, 2020.

[2] Haralick, Robert M., and Linda G. Shapiro. Computer and Robot Vision. 1st ed. USA: Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc., 1992, pp. 158-205.

[3] Boomgaard, Rein van den, and Richard van Balen. “Methods for Fast Morphological Image Transforms Using Bitmapped Binary Images.” CVGIP: Graphical Models and Image Processing 54, no. 3 (May 1, 1992): 252–58. https://doi.org/10.1016/1049-9652(92)90055-3.

扩展功能

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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：

imdilate 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，imdilate 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。
输入图像 I 必须为二维或三维。
结构元素 SE 必须为单个元素，不支持结构元素组成的数组。要获得与使用结构元素数组所得结果相同的结果，请按顺序调用该函数。
当目标为 MATLAB Host Computer 时，packopt 和 shape 参量必须为编译时常量。当目标是任何其他平台时，不支持 packopt 语法。
要生成优化的 C 代码，除输入图像 I 外的所有输入参量都必须为编译时常量。

GPU 代码生成
使用 GPU Coder™ 为 NVIDIA® GPU 生成 CUDA® 代码。

用法说明和限制：

输入图像 I 必须为二维或三维。
不支持压缩二值输入图像（packopt 语法）。
对于具有三个以上通道的三维输入图像，只可生成 C/C++ 代码。
结构元素 SE 必须为编译时常量。仅可为一维或二维结构元素生成 CUDA^® 代码。如果结构元素为三维，则可生成 C/C++ 代码。三维以上的结构元素不支持代码生成。
对于非平坦结构元素，只可生成 C/C++ 代码。
要生成优化的 CUDA 代码，除输入图像 I 外的所有输入参量都必须为编译时常量。

基于线程的环境
使用 MATLAB® `backgroundPool` 在后台运行代码或使用 Parallel Computing Toolbox™ `ThreadPool` 加快代码运行速度。

此函数完全支持基于线程的环境。有关详细信息，请参阅在基于线程的环境中运行 MATLAB 函数。

GPU 数组
通过使用 Parallel Computing Toolbox™ 在图形处理单元 (GPU) 上运行来加快代码执行。

用法说明和限制：

gpuArray 输入必须是 uint8 或 logical 类型。
结构元素 SE 必须为平面和二维的。
GPU 不支持 packopt 参量。

有关详细信息，请参阅GPU 上的图像处理。

版本历史记录

在 R2006a 之前推出

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R2022b: 支持基于线程的环境

imdilate 现在支持基于线程的环境。

另请参阅

imdilate

语法

说明

示例

用垂直线结构元素膨胀图像

用滚动球膨胀灰度图像

使用球面结构元素膨胀三维空间中的点

输入参数

I — 输入图像 灰度图像 | 二值图像 | 压缩二值图像

SE — 结构元素 strel 对象 | offsetstrel 对象 | 由 strel 对象组成的数组 | 由 offsetstrel 对象组成的数组

nhood — 结构元素邻域 0 和 1 组成的矩阵

packopt — 压缩二值图像的指示符 "notpacked" (默认) | "packed"

shape — 输出图像的大小 "same" (默认) | "full"

输出参量

J — 膨胀图像 灰度图像 | 二值图像 | 压缩二值图像

详细信息

二值膨胀

灰度膨胀

提示

参考

扩展功能

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

GPU 代码生成 使用 GPU Coder™ 为 NVIDIA® GPU 生成 CUDA® 代码。

基于线程的环境 使用 MATLAB® backgroundPool 在后台运行代码或使用 Parallel Computing Toolbox™ ThreadPool 加快代码运行速度。

GPU 数组 通过使用 Parallel Computing Toolbox™ 在图形处理单元 (GPU) 上运行来加快代码执行。

版本历史记录

R2022b: 支持基于线程的环境

另请参阅

主题

`I` — 输入图像
灰度图像 | 二值图像 | 压缩二值图像

`SE` — 结构元素
`strel` 对象 | `offsetstrel` 对象 | 由 `strel` 对象组成的数组 | 由 `offsetstrel` 对象组成的数组

`nhood` — 结构元素邻域
`0` 和 `1` 组成的矩阵

`packopt` — 压缩二值图像的指示符
`"notpacked"` (默认) | `"packed"`

`shape` — 输出图像的大小
`"same"` (默认) | `"full"`

`J` — 膨胀图像
灰度图像 | 二值图像 | 压缩二值图像

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

GPU 代码生成
使用 GPU Coder™ 为 NVIDIA® GPU 生成 CUDA® 代码。

基于线程的环境
使用 MATLAB® `backgroundPool` 在后台运行代码或使用 Parallel Computing Toolbox™ `ThreadPool` 加快代码运行速度。

GPU 数组
通过使用 Parallel Computing Toolbox™ 在图形处理单元 (GPU) 上运行来加快代码执行。