Region [HALCON 算子参考 / 版本 23.05.0.0]

区域

本章描述区域形态学的算子。

区域形态学概念

区域形态学提供了一组形态学算子，用于修改或描述区域的形状。这些形态学算子可用于连接或分离相邻区域，或平滑区域边界。下面我们将深入探讨这些形态学算子。

膨胀与腐蚀

对输入区域进行膨胀或腐蚀时，需将结构元素应用于该区域。该结构元素会逐行扫描整个图像。在膨胀过程中，当结构元素与输入区域至少存在一个像素重叠时，结构元素的参考点会被添加到结果区域中。这将形成一个放大的区域，如下图所示。而腐蚀则会缩小输入区域的面积，因为只有当结构元素完全位于输入区域内部时，其参考点才会被添加到结果区域。因此，腐蚀也可作为查找对象的替代方法。


( 1)	( 2)	( 3)	( 4)

(1) 带输入区域的图像，(2) 原点为参考点的结构元素，(3) 输入区域膨胀后的结果，(4) 输入区域腐蚀后的结果。

这些算子可用于对区域进行膨胀或腐蚀：

形态学算子		结构元素	参考点
`dilation1dilation1Dilation1Dilation1Dilation1dilation1`	`erosion1erosion1Erosion1Erosion1Erosion1erosion1`	任意	原点
`minkowski_add1minkowski_add1MinkowskiAdd1MinkowskiAdd1MinkowskiAdd1minkowski_add1`	`minkowski_sub1minkowski_sub1MinkowskiSub1MinkowskiSub1MinkowskiSub1minkowski_sub1`	任意，转置	原点
`dilation2dilation2Dilation2Dilation2Dilation2dilation2`	`erosion2erosion2Erosion2Erosion2Erosion2erosion2`	任意	任意
`minkowski_add2minkowski_add2MinkowskiAdd2MinkowskiAdd2MinkowskiAdd2minkowski_add2`	`minkowski_sub2minkowski_sub2MinkowskiSub2MinkowskiSub2MinkowskiSub2minkowski_sub2`	任意，转置	任意
`dilation_circledilation_circleDilationCircleDilationCircleDilationCircledilation_circle`	`erosion_circleerosion_circleErosionCircleErosionCircleErosionCircleerosion_circle`	圆	原点
`dilation_rectangle1dilation_rectangle1DilationRectangle1DilationRectangle1DilationRectangle1dilation_rectangle1`	`erosion_rectangle1erosion_rectangle1ErosionRectangle1ErosionRectangle1ErosionRectangle1erosion_rectangle1`	矩形	原点

需注意，当结构元素为对称时，明可夫斯基（Minkowski）加法与扩张运算结果相同。明可夫斯基减法与腐蚀运算亦遵循此特性。腐蚀运算可用于分离相互粘连的对象。下文将简要描述分离对象所需的步骤。

首先，必须对图像中的对象进行分割，例如使用 thresholdthresholdThresholdThresholdThresholdthreshold 算子。接下来，使用 connectionconnectionConnectionConnectionConnectionconnection 算子将单一区域分割为多个区域。如下方图(3)所示，连接处理的结果并不理想，因为多个对象被合并在一起。


( 1)	( 2)	( 3)

(1) 含球状对象的图像，(2) 分割区域，(3) 连通分量。

该问题可通过腐蚀运算解决。如前所述，腐蚀会缩小输入区域的面积。因此，若在 connectionconnectionConnectionConnectionConnectionconnection 算子前应用腐蚀，即可实现区域分离。最后对分离区域进行膨胀运算，大致恢复原始形状。


( 1)	( 2)	( 3)

(1) 腐蚀后的分割区域，(2) 连通分量，(3) 膨胀后的连通分量。

开与闭

两种运算均通过组合膨胀与腐蚀操作生成结果区域。开运算即先进行腐蚀再进行膨胀，可有效消除微小无用结构。闭运算与开运算相反，即先膨胀后腐蚀。闭运算能闭合微小间隙，如下图所示。


( 1)	( 2)	( 3)	( 4)

(1) 带输入区域的图像，(2) 带参考点的结构元素，(3) 对输入区域应用开运算的结果，(4) 应用闭运算的结果。

这些算子可用于打开或关闭区域：

形态学算子		结构元素	参考点
`openingopeningOpeningOpeningOpeningopening`	`closingclosingClosingClosingClosingclosing`	任意	原点
`opening_circleopening_circleOpeningCircleOpeningCircleOpeningCircleopening_circle`	`closing_circleclosing_circleClosingCircleClosingCircleClosingCircleclosing_circle`	圆	原点
`opening_rectangle1opening_rectangle1OpeningRectangle1OpeningRectangle1OpeningRectangle1opening_rectangle1`	`closing_rectangle1closing_rectangle1ClosingRectangle1ClosingRectangle1ClosingRectangle1closing_rectangle1`	矩形	原点

其他算子

除了上述算子外，您还可以使用 top_hattop_hatTopHatTopHatTopHattop_hat 算子获取输入区域与开运算结果之间的差异，或使用 bottom_hatbottom_hatBottomHatBottomHatBottomHatbottom_hat 算子获取闭运算结果与输入区域之间的差异。此外，您还可以使用 boundaryboundaryBoundaryBoundaryBoundaryboundary 算子计算区域的边界。