[發明專利]一種利用數學形態學切換變換構造形態學對比度算子的礦物圖像增強方法

在審

• 申請號: 201410583639.7
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104346781A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 白相志
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

技術領域

本發明涉及一種利用數學形態學切換變換構造形態學對比度算子的礦物圖像增強方法，屬于數字圖像處理領域，主要涉及數學形態學和圖像增強技術。在各類基于圖像的應用系統中，尤其是圖像分析中有廣闊的市場前景和應用價值。

背景技術

通過掃描電子顯微鏡獲得的礦物圖像是分析礦物微結構和礦物特性的重要數據。因此，礦物圖像的清晰程度對礦物特性的分析有至關重要的影響。然而，由于樣品特性以及顯微鏡操作者水平不同使得礦物圖像不夠清楚。這就需要對較為模糊的礦物圖像進行增強以提高獲取的礦物圖像的可用性及分析價值。

常用的圖像增強方法(馬可等，視網膜圖像的亮度和對比度規范化，醫學圖像分析，9(2005)179–190(M.Foracchia,E.Grisan,A.Ruggeri.Luminosity?and?contrast?normalization?in?retinal?images,Medical?Image?Analysis?9(2005)179–190)；萬等，通過小波變換的聯合精確直方圖規定化和圖像增強，電氣與電子工程師協會圖像處理匯刊，16(9)(2007)2245–2250，(Y.Wan,D.Shi.Joint?exact?histogram?specification?and?image?enhancement?through?the?wavelet?transform,IEEE?Transactions?on?Image?Processing?16(9)(2007)2245–2250))，可用于礦物圖像增強。然而，這些方法可能過增強礦物圖像區域或平滑圖像細節特征，使得圖像細節更加模糊。模糊理論等數學工具(楊等，一種基于模糊統計主分量分析方法的多譜圖像增強與顯示，電氣與電子工程師協會地理科學與遙感會刊，46(2008)3937–3947，(C.Yang,L.Lu,H.Lin,R.Guan,X.Shi,Y.Liang.A?fuzzy-statistics-based?principal?component?analysis(FS-PCA)method?for?multispectral?image?enhancement?and?display,IEEE?Transactions?on?Geoscience?and?Remote?Sensing?46(2008)3937–3947))也可用于礦物圖像增強，但該類方法通常用于通過噪聲濾除實現圖像增強，在噪聲較少的礦物圖像中效果并不明顯。數學形態學是圖像處理的重要工具，其中的重要運算也被嘗試用于礦物圖像增強(白等，利用多尺度切換對比度算子的礦物圖像增強方法，顯微鏡雜志，243(2011)141–153，(X.Bai,F.Zhou.Multi?scale?toggle?contrast?operator?based?mineral?image?enhancement,Journal?of?Microscopy?243(2011)141–153)；白等，利用高帽變換提取多尺度圖像特征的圖像增強方法，光學與激光技術，44(2012)328–336(X.Bai,F.Zhou,B.Xue.Image?enhancement?using?multi?scale?image?features?extracted?by?top-hat?transform,Optics?&?Laser?Technology?44(2012)328–336))。然而礦物圖像細節仍然得不到較好增強，從而影響礦物圖像的分析。

形態學切換變換可提取圖像特征，這些特征可用于構造新的形態學對比度算子，從而使得礦物圖像特征可被更加有效地提取和利用。而且，多尺度理論(杰克維等，多尺度形態學膨脹與腐蝕的尺度空間特性，電氣與電子工程師協會模式分析與機器智能會刊，46(2008)3937–3947，(P.Jackway,M.Deriche.Scale-space?properties?of?the?multiscale?morphological?dilation-erosion,IEEE?Transactions?on?Pattern?Analysis?and?Machine?Intelligence?18(1996)38–51.))的引入可有效提取圖像中的多尺度礦物特征，這將更加有利于礦物圖像的增強。因此，用數學形態學切換變換構造形態學對比度算子，并在此基礎上實現礦物圖像特征的提取和增強將產生更為有效的礦物圖像增強方法。

發明內容