形态学
形态学上端

形态学上端形态学(morphology)是探索认知和行为的根源的一种方法,它可以帮助我们了解更多有关脑功能的细节。
它有助于帮助我们实现一种更有效的、明智的行为方案,以及更好地理解自己、他人和环境之间的关系。
形态学是一种以认知和行为作为研究焦点的科学,它的目的是为建立跨越认知、社会、心理和生理之间的交互关系而奋斗。
形态学上端的研究旨在探索认知、行为和抑郁,旨在揭示不同的脑活动对行为的影响。
形态学上端有助于我们理解脑对行为的控制,以及认知、行为和情感之间的关系。
形态学上端的研究主要集中在以下几个方面:认知神经科学、大脑功能和结构、认知行为治疗(CBT)、认知行为改变(CBA)、行为神经科学、社会神经科学和实验心理学等。
认知神经科学是形态学上端的一个重要部分,它研究大脑的功能、结构和行为之间的关系。
认知神经科学的目的是理解大脑如何处理信息,并且可以帮助科学家了解认知和行为是如何被管理的。
认知神经科学可以在实验室和现实环境中进行,以回答人们感兴趣的关于认知和行为的问题。
大脑功能和结构是形态学上端研究的另一个焦点,研究员通过脑部解剖学(头颅影像学)、生物入侵学(神经电生理)和大脑分子生物学等,来检测大脑的功能和结构。
这种研究可以帮助科学家了解大脑的内部结构和功能,以及认知和行为之间的联系。
认知行为治疗(CBT)和认知行为改变(CBA)是形态学上端实践的两种关键方法。
CBT是一种帮助人们建立有效的解决方案能力的精神疗法,它将认知、行为和人的情感结合起来,以改善人们的个人情感和认知能力。
CBA是一种改善行为和认知功能的整合方法,它利用情感训练法和认知评估,帮助人们更好地理解认知和行为之间的联系。
行为神经科学是一种研究有关生物特性、行为表现和内在物理过程之间关系的科学,它可以帮助科学家和心理学家了解脑活动与行为和认知之间的关系。
它可以帮助科学家和心理学家解释认知和行为之间的直接关系,以及复杂情况中神经科学和行为学背后的机制。
形态学 类型学

形态学类型学形态学是语言学的一个分支,研究的是词的内部结构和形态变化。
它关注的是词的构成和变化规律,以及词形和词义之间的关系。
形态学是语言学的基础理论之一,对于理解和分析语言具有重要的意义。
形态学研究的对象是词,而词是语言中最基本的意义单位。
词是由一个或多个音节构成的,具有独立的语法和语义功能。
形态学的任务就是研究词的内部结构,即词的形态构成和形态变化。
词的形态构成包括词根、词缀和词尾。
词根是词的核心部分,具有基本的词义。
词缀是附加在词根上的,用来表示词的性质、属性、关系等。
词尾是附加在词缀或词根后面的,用来表示词的语法功能,如名词的复数形式、动词的时态和语态等。
形态变化是指词在不同语法环境中发生的变化。
形态变化可以通过词尾的加减、词根的变化、词缀的变化等方式来实现。
形态变化可以改变词的词性、时态、语态等语法和语义特征。
形态学的研究方法主要有分析和综合两种。
分析方法是从一个个词的形态构成和形态变化入手,揭示词的内部结构和规律。
综合方法是从大量的语料中搜集和整理相关的语言现象,总结归纳形态变化的规律和特点。
形态学的研究成果可以应用于语言教学、语言翻译、信息处理等领域。
在语言教学中,形态学的知识可以帮助学习者正确理解和使用词汇。
在语言翻译中,形态学的分析可以帮助翻译者准确地理解和转换词的形态结构。
在信息处理中,形态学的规则可以用于自然语言处理和文本分析。
形态学的研究不仅对于理解和分析语言具有重要的意义,也对于认识人类思维和文化有一定的启示。
词是思维的表达和传递的基本单位,词的形态构成和形态变化反映了人类思维的方式和文化的特点。
通过研究词的形态学,可以揭示人类思维和文化的内在规律。
形态学是语言学中一个重要的分支,它研究的是词的内部结构和形态变化。
形态学的研究对象是词,通过分析词的形态构成和形态变化,揭示词的内部规律和语义特征。
形态学的研究方法主要有分析和综合两种,可以应用于语言教学、语言翻译、信息处理等领域。
形态学 pdf

形态学⼀、形态学概述形态学,作为⽣物学的⼀个重要分⽀,主要研究⽣物体的形态、结构和功能。
形态学涵盖了从微观到宏观的各个层⾯,包括细胞形态学、组织形态学、器官形态学以及整体形态学等。
形态学的研究有助于我们理解⽣物的⽣⻓发育过程、疾病的发⽣和发展,以及⽣物与环境的相互作⽤。
⼆、细胞形态学细胞形态学是形态学的基础,主要研究细胞的结构和功能。
细胞是⽣物体的基本单位,具有多种结构和功能。
细胞膜是细胞的外层结构,负责控制物质的进出。
细胞质是细胞内的液态环境,其中含有各种细胞器和分⼦,如线粒体、内质⽹、⾼尔基体等,这些结构和分⼦各⾃具有独特的功能。
细胞核是细胞的指挥中⼼,其中含有染⾊体,负责存储遗传信息。
此外,细胞形态学还研究细胞的分裂和分化过程。
分裂是细胞数量的增加过程,⽽分化则是细胞类型和功能的形成过程。
这些过程对于⽣物体的⽣⻓发育具有重要意义。
三、组织形态学组织是由许多相似类型的细胞通过⼀定的⽅式组合⽽成的。
组织形态学主要研究组织的基本结构和功能。
⼈体有多种类型的组织,如上⽪组织、结缔组织、肌⾁组织和神经组织等。
每种组织都有其特定的结构和功能,以适应⽣物体的需要。
例如,上⽪组织覆盖在⼈体表⾯和内部器官的表⾯,具有保护、吸收和分泌等功能;结缔组织则起到连接和⽀持的作⽤;肌⾁组织使⽣物体能够运动;⽽神经组织则负责信息的传递和处理。
四、器官形态学器官是由多种组织协同⼯作形成的结构,具有特定的功能。
器官形态学主要研究器官的结构和功能,以及器官之间的相互作⽤。
例如,⼼脏是⼀个由肌⾁组织构成的器官,具有泵⾎的功能;肝脏是⼀个由上⽪组织和结缔组织构成的器官,具有代谢和解毒的功能;⼤脑是⼀个由神经组织构成的器官,具有思考和感觉的功能。
五、整体形态学整体形态学则将⽣物体视为⼀个整体,研究各个器官之间的相互关系和⽣物体的整体功能。
整体形态学对于理解⽣物体的⽣⻓发育过程和疾病的发⽣发展具有重要的意义。
例如,在发育⽣物学中,研究者会观察和研究⽣物体从受精卵发育成成熟个体的全过程,了解各个发育阶段的特点和变化;在病理学中,研究者会通过观察疾病状态下⽣物体的形态变化,了解疾病的发⽣和发展过程。
语言导论形态学知识点总结

语言导论形态学知识点总结一、形态学的基本概念1.1 形态学的定义形态学是语言学的一个分支,主要研究语言单位的内部结构和变化规律,即词的构成和变化。
它关注词的构词法、词缀、派生形态和屈折形态等内容。
1.2 词和形态的关系词是语言的基本单位,而形态则是构成词的基本要素。
形态是词的内部结构,是词的构成要素,也是词义和语法关系的载体。
形态包括词缀、词根、词尾等。
1.3 形态学的研究对象形态学的研究对象是词的构成和变化规律,包括词的形态结构、词的构词法、词的派生和屈折规律等内容。
形态学的目标是研究语言单位的内部结构和变化规律,探讨词的生成、构词、派生和屈折等现象。
二、词的构成和变化规律2.1 词的构成要素词的构成要素包括词根、词缀和词尾。
词根是词的核心部分,具有词义基本内容;词缀是附着在词根周围并能改变词义或词性的形态成分;词尾则是位于词的末尾,用来表示词类、时态、数等语法信息。
2.2 词的构词法词的构词法是指通过加词缀、组合词根等方式构成新词的规则。
构词法主要包括合成、派生和转化。
合成是由两个或多个词构成一个新的复合词;派生是通过在词根或词基上加上词缀构成新词;转化是同一个词根根据语境和词类的不同,产生不同的词性。
2.3 词的派生规律词的派生是通过在词根或词基上加上相应的词缀来构成新词。
词缀可以分为前缀、后缀、中缀等,它们可以改变词的词性、词义或语法功能。
不同的派生规律会导致词义的扩展或特定语法功能的实现。
2.4 词的屈折规律词的屈折是指在词的词干或词尾上变化,用以表示词的格、数、时态、语态等语法信息。
屈折主要包括名词的格、数、冠词和代词的格变化,动词的时态、语态、语气等变化。
三、不同语言中的形态现象3.1 中国语言的形态现象汉语是一个以词汇和语序为主要特征的语言,形态变化比较简单。
汉语的词构成多采用词素的复合方式,如“书店”、“教室”等。
此外,汉语还有一些词缀和词类标志,如“了”、“的”等。
3.2 英语的形态现象英语是一种屈折语言,动词、名词、形容词等在词形上会发生变化。
基础医学形态学

基础医学形态学形态学是医学的基础学科之一,它主要研究生物体的形态结构和组织构成。
在医学中,形态学是一门非常重要的学科,它为医学的其他学科提供了基础和支持。
基础医学形态学是医学生物学的重要组成部分,它主要包括人体解剖学、组织学和胚胎学三个方面。
人体解剖学是研究人体内部结构的学科,它主要包括肌肉、骨骼、器官、血管、神经等方面。
人体解剖学是医学生物学的基础,它为临床医学提供了重要的解剖学知识,如手术解剖学、影像解剖学等。
在医学教育中,人体解剖学是医学生物学的重要组成部分,它为医学生物学的其他学科提供了基础和支持。
组织学是研究组织结构和功能的学科,它主要包括细胞学、组织学和器官学三个方面。
细胞学是研究细胞结构和功能的学科,它是组织学的基础。
组织学是研究组织结构和功能的学科,它主要包括四种基本组织:上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织。
器官学是研究器官结构和功能的学科,它主要包括心脏、肺、肝、肾等器官的结构和功能。
组织学是医学生物学的重要组成部分,它为临床医学提供了重要的组织学知识,如病理学、组织工程学等。
胚胎学是研究胚胎发育和成体形态的学科,它主要包括胚胎学和发育生物学两个方面。
胚胎学是研究胚胎发育的学科,它主要包括受精、分裂、形态发生、器官发生等方面。
发育生物学是研究成体形态的学科,它主要包括器官形成、器官分化、器官功能等方面。
胚胎学是医学生物学的重要组成部分,它为临床医学提供了重要的胚胎学知识,如生殖医学、遗传学等。
总之,基础医学形态学是医学生物学的重要组成部分,它为临床医学提供了重要的基础和支持。
在医学教育中,基础医学形态学是医学生物学的重要组成部分,它为医学生物学的其他学科提供了基础和支持。
形态学常用的算法

形态学常用的算法
形态学是一种基于形状和结构的图像处理方法,常用于图像分割、边缘检测和物体识别等领域。
以下是形态学常用的算法:
- 腐蚀:该算法操作类似于中值平滑,也有一个核,但不进行卷积运算,而是取核中像素值的最小值代替锚点位置的像素值,这样就会使图像中较暗的区域面积增大,较亮的区域面积减小。
- 膨胀:该算法通过用结构元素扩展图像中的对象来增加其大小,是形态学图像处理中最基本的操作之一。
- 开运算:先腐蚀后膨胀的操作,可以消除图像中的小物体、在图像中分离出独立的物体、在纤细点处分离出物体的边界。
- 闭运算:先膨胀后腐蚀的操作,可以填充图像中的小孔、连接邻近的物体、平滑其边界。
- 形态学梯度:可以检测图像中的边缘。
- 顶帽运算:该算法可以提取出图像中目标物体的边界。
- 底帽运算:该算法可以填充图像中目标物体内部的孔洞。
这些形态学算法可以单独使用,也可以结合使用,以实现不同的图像处理目标。
形态学

形态学的基本思想是用具有一定形态的结构元素去度量和提取图像中的对应形状以达到对图像分析和识别的目的。
数学形态学的数学基础和所用语言是集合论,它着重研究图像的几何结构,由于视觉信息理解都是基于对象几何特性的,因此它更适合视觉信息的处理和分析,这类相互作用由两种基本运算腐蚀和膨胀及它们的组合运算来完成。
数学形态学的应用可以简化图像数据,保持它们基本的形状特性,并除去不相干的结构。
数学形态学的算法具有天然的并行实现结构。
数学形态学的基本运算有4个:膨胀、腐蚀、开启的闭合,它们在二值图像中的灰度图像中各有特点。
基于这些运算还可以推导和组合成各种数学形态学的实用算法。
我们这里主要讨论二值数学形态学的基本运算和算法。
二值图像包含目标的位置、形状、结构等许多重要特征,是图像分析和目标识别的依据。
二值形态学的运算对象是集合,但实际运算中当涉及两个集合时并不把它们看作是互相对等的,一般设A 为图像集合,B 为结构元素,数学形态学运算是用B 对A 进行操作。
膨胀膨胀的运算符为⊕,A 用B 来膨胀写作B A ⊕,其定义为:}])[(|{∅≠=⊕∧A B A B A x I 上式表明用B 膨胀A 的过程是,先对B 做关于原点的映射,再将其映像平移x ,这里A 与B 映像的交集不为空集。
也可以解释为:}])[(|{A A B A B A x ⊆=⊕∧I 腐蚀腐蚀的运算符为Θ,A 用B 来腐蚀写作B A Θ,其定义为:})(|{A B A B A x ⊆=Θ上式表明用B 腐蚀A 的结果是所有x 的集合,其中B 平移x 后仍在A 中,换句话说,用B 来腐蚀A 得到的集合是B 完全包括在A 中时B 的原点位置的集合。
开启和闭合膨胀和腐蚀并不是互为逆运算,所以它们可以级连结合使用,例如,可以对图像进行腐蚀然后膨胀其结果,或先对图像进行膨胀然后腐蚀其结果。
前一种运算称为开启,后一种称为闭合。
开启的运算符为ο,A 用B 来开启写作B A ο,其定义为B B A B A ⊕Θ=)(ο 闭合的运算符为•,A 用B 来开启写作B A •,其定义为B B A B A Θ⊕=•)(二值图像是指那些灰度只取两个可能值的图像,这两个灰度值通常取为O 和1。
第三章:形态学

2.2.3形态学规则
形态学规则主要指英语中通过派生方式来
构成新词的构词规则,即将词缀加到词干 上去构成新词的规则。英语中虽然存在一 定的形态学规则,但是这并不意味着依据 这些规则构成的词都是可接受的词。比如, 我们可以在形容词前加成否定形式, 如unhappy, unfortunate等,但是如果我们 依据这一规则在good 前边加上un- ,那么就 会生造出 ungood来,因此切不可过度概括 和滥用形态学规则,以免出错。
新造词(杜撰)(Coinage)
新造词(杜撰)(Coinage)不是根据现
存词素来构词的方法。这种构词法尤其在 工业给部分新产品命名的时候应用的很普 遍。如kodak(柯达),Coca-cola(可口可 乐)。
英语构词法的其它类型
转类(conversion)是指不借助词缀,不改变词的形态,
使词从一种词类转变成另一种词类,这种方法叫词类转换 法。这种情况经常出现于名词和动词两者之间,例如,在 短语to butter the bread之中butter一词便由名词“奶油” 变成了动词,意为“往面包上涂奶油”。还有一些不常见 的转换,如形容词变为名词(the poor, a gay),甚至还 有介词变成动词(to up the price)。转换通常存在于只 包含一个词素的词汇中,可是一些复合词也可以有转换的 现象。在下面的句子中,动词词类便来源于名词。 The police machineguned the gang. (名词machinegun“机枪”变成了动词“用机枪杀伤”)
不同的非词素部分放在一起来构建新词的过程。 也就是指组成复合词的两个词都失去部分音节后 将其中的首部或尾部连接成一个新词的方法。如 smog(烟雾)是由smoke和fog缩合而成的。 一些单词是通过部分缩合与部分复合的过程来构 成的。如workaholic(迷恋工作的)。medicare (医疗保健),guesstimate(约略估计)等词都 是这种方式构成的。它们的构成是一个完整的词 与另一个单词的部分的组合。
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形态学的基本思想是用具有一定形态的结构元素去度量和提取图像中的对应形状以达到对图像分析和识别的目的。
数学形态学的数学基础和所用语言是集合论,它着重研究图像的几何结构,由于视觉信息理解都是基于对象几何特性的,因此它更适合视觉信息的处理和分析,这类相互作用由两种基本运算腐蚀和膨胀及它们的组合运算来完成。
数学形态学的应用可以简化图像数据,保持它们基本的形状特性,并除去不相干的结构。
数学形态学的算法具有天然的并行实现结构。
数学形态学的基本运算有4个:膨胀、腐蚀、开启的闭合,它们在二值图像中的灰度图像中各有特点。
基于这些运算还可以推导和组合成各种数学形态学的实用算法。
我们这里主要讨论二值数学形态学的基本运算和算法。
二值图像包含目标的位置、形状、结构等许多重要特征,是图像分析和目标识别的依据。
二值形态学的运算对象是集合,但实际运算中当涉及两个集合时并不把它们看作是互相对等的,一般设A 为图像集合,B 为结构元素,数学形态学运算是用B 对A 进行操作。
膨胀膨胀的运算符为⊕,A 用B 来膨胀写作B A ⊕,其定义为:}])[(|{∅≠=⊕∧A B A B A x I 上式表明用B 膨胀A 的过程是,先对B 做关于原点的映射,再将其映像平移x ,这里A 与B 映像的交集不为空集。
也可以解释为:}])[(|{A A B A B A x ⊆=⊕∧I 腐蚀腐蚀的运算符为Θ,A 用B 来腐蚀写作B A Θ,其定义为:})(|{A B A B A x ⊆=Θ上式表明用B 腐蚀A 的结果是所有x 的集合,其中B 平移x 后仍在A 中,换句话说,用B 来腐蚀A 得到的集合是B 完全包括在A 中时B 的原点位置的集合。
开启和闭合膨胀和腐蚀并不是互为逆运算,所以它们可以级连结合使用,例如,可以对图像进行腐蚀然后膨胀其结果,或先对图像进行膨胀然后腐蚀其结果。
前一种运算称为开启,后一种称为闭合。
开启的运算符为ο,A用B来开启写作BAο,其定义为B(=)οΘABA⊕B闭合的运算符为•,A用B来开启写作BA•,其定义为B⊕=•)(AΘBAB二值图像是指那些灰度只取两个可能值的图像,这两个灰度值通常取为O 和1。
习惯上认为取值1的点对应于景物中的点,取值为0的点构成背景。
这类图像的集合表示是直接的。
考虑所有1值点的集合(即物体)X,则X与图像是一一对应的。
我们感兴趣的也恰恰是X集合的性质。
如何对集合X进行分析呢?数学形态学认为,所谓分析,即是对集合进行变换以突出所需要的信息。
其采用的是主观“探针”与客观物体相互作用的方法。
“探针”也是一个集合,它由我们根据分析的目的来确定。
术语上,这个“探针”称为结构元素。
选取的结构元素大小及形状不同都会影响图像处理的结果。
剩下的问题就是如何选取适当的结构元素以及如何利用结构元素对物体集合进行变换。
为此,数学形态学定义了两个最基本的运算称为腐蚀和膨胀。
2.2.3 二值开运算在形态学图像处理中,除了腐蚀和膨胀这两种基本运算之外,还有两种由腐蚀和膨胀定义的运算,还有两种二次运算起着非常重要的作用,即开运算及其对偶运算---闭运算。
从结构元素填充的角度看,它具有更为直观的几何形式。
同时提供了一种手段,使得我们可以在复杂的图像中选择有意义的子图像。
假设A 仍为输入图像,B 为结构元素,利用B 对A 作开运算,用符号A o B 表示,其定义为:()A B A B B =Θ⊕o (2-5)所以,开运算实际上是A 先被B 腐蚀,然后再被B 膨胀的结果。
开运算还可以用其它符号表示,如O(A ,B),OPEN(A ,B),在本文中,我们采用o(A ,B)来表示。
开运算能从一个图像A 中选取一个与结构元素B 相匹配的子集合,该子集合的性质是:O(A,B) =),(B A O Y {x A ∈,for t A ΘB,x t B ∈and A B t ∈} (2-23)上式表示图像A 对结构元素B 的开运算。
精确地选择集合A 中的点x ,当x 被结构元素B 或其平移B ,覆盖的同时,结构元素必须整个包含在集合A 内部,由此可以得出开运算是一个反延伸性质的运算。
对于式C ⊕(A ⊕B)=(C ⊕A)U(C ⊕B) (2-24) 可改写成:,),(x B B A O Y =其中 x ,B A Θ∈A B ⊆ (2-25)这种写法形象地描述了开运算的特性:当结构元素B 扫过整个图像A 集合内部,那些使结构元素B 的任何像素不超出图像A 边界的图像A 的像素点的集合,就是O(A ,B)。
开运算的这种基本的几何形状匹配性质在图像处理中是非常有用的。
它可以用来分解图像,抽取图像中有意义且独立的图像元。
通常的例子是用圆盘对矩形作开运算,通过2.1节对腐蚀和膨胀运算的描述,我们不难得到开运算的结果,如图2-7所示。
图2-7 圆盘开运算开运算还可以用其它符号来表示,如O(A,B),OPEN(A,B)等,在本文中我们用O(A,B)来表示。
开运算实际上是A先被B腐蚀,然后再被B膨胀的结果。
也可以理解为开运算可以通过计算所有可以填入图像内部的结构元素平移的并集求得。
当结构元素B扫过整个图像集合内部,那些使结构元素B的任何像素不越出图像A 边界的图像A的像素点的集合,就是A o B。
通常的例子是用圆盘对矩形作开运算,通过前面对腐蚀和膨胀运算的描述,我们不难得到开运算的结果,如图2.3所示。
图2.3 利用圆盘作开运算从图2.3我们可以看出开运算的两个作用:一是利用圆盘作开运算起到磨光边缘的作用,即可以使图像的尖角转化为背景;二是圆盘的圆化作用可以起到低通滤波的效果。
2.2.4 二值闭运算闭运算是开运算的对偶运算,定义为先作膨胀后作腐蚀。
用符号A·B表示,其定义为:A B A B B•=⊕Θ()(2-6)闭运算还可以用其它符号来表示,如C(A,B),CLOSE(A,B)等,在本文中我们用C(A,B)来表示。
上式可以看出:对图像A用结构元素B作闭运算可得到一个集合,该集合中包含所有这样的点x, x被一个平移的镜像结构元素覆盖的同时,平移的镜像结构元素与A图像必有一些公共点。
由此看出,初始图像A是包含在闭运算后的A·B中,即闭运算是具有延伸性的运算。
图2.4描述了闭运算的过程及结果。
图2.4 利用圆盘作闭运算显然,闭运算对图像的外部作滤波,仅仅磨光了图像内部的尖角。
开、闭运算也互为对偶运算,开运算具有磨光图像外边界的作用,闭运算具有磨光图像内边界的作用[30]。
数学形态学作为一门新兴的图像处理与分析学科,我们还可以采用以下方法来描述闭运算: C(A,B)={x x ∈t ∨B Φ≠⇒∨A B t I } (2-27)该集合中包含所有这样的点X ,x 被一个平移的镜像结构元素B ‘覆盖的同时B ,与A 图像必有一些公共点,由此看出,初始图像A 包含在C(A ,B)中,即闭运算是具有延伸性的运算。
图2-10描述了闭运算的过程及结果。
图2-10利用圆盘闭运算显然,用闭运算对图形的外部做滤波,仅仅磨光了凸向图像内部的边角。
本文对要测试的原始图像(如图2-4)进行了闭运算,选取3x3、5x5、7x7三种大小不同的菱形结构元素,所得结果如图2-11(a)、2-11(b)、2-11(c)所示。
另外,采用5x5的菱形、线形、正方形、圆形结构元素,所得结果如图2-12(a)、2-12(b)、2-12(e)、2-12(d)所示。
发现目标内部的噪声块得到了一些有效处理,处理的效果与结构元素形状和大小的选取有密切关系。
利用结构元素对图像做闭运算,可以填充目标内部狭窄的裂缝和长细的窄沟,消去小的孔洞。
图a 3×3结构元素图b 5×5结构元素图c 7×7结构元素图2-11三种大小不同的菱形结构元素a棱形b线形c方形d圆形图2-12 5×5结构元素2.4小结本章首先介绍了数学形态学最基本的运算:腐蚀运算和膨胀运算。
然后又介绍了由腐.2数学形态学3.2.1数学形态学概述数学形态学也称图像代数,表示以形态为基础对图像进行分析的数学工具,是一种应用于图像处理和模式识别领域的新的方法。
数学形态学是在集合论的基础上发展起来的,它摒弃了传统的数值建模及分析方法,而从集合的角度来刻画和分析图像。
数学形态学中基于集合的观点是非常重要的,这意味着它的运算是由集合运算(如并、交、补等)来定义的,并且所有的图像都必须以合理的方式转换为集合。
这一基于集合的观点决定了形态学算子的性能将主要以几何方式进行刻画,而传统的理论则以解析的方式描述算子的性能。
这种显式的几何描述特点更适合于视觉信息的处理和分析,因此,数学形态学与几何的直接关系是它的一个十分吸引人的优点。
它将人们从视觉心理角度的“看见”或“看不见”表述为“并集”或“交集”运算。
对于所有能看到的东西来说,其理解的结果是它们的“并”,而对于所有因遮挡而不能看到的东西来说,其理解的结果是它们的“交”。
因此,集合变换反映着视觉过程。
从集合论的角度看,数学形态学包含了从一个集合转换到另外一个集合的运算方法。
这种转换的目的是要找到原始集合的特定几何结构,而转换后的集合包括了这种结构的信息。
同时,这种转换是通过一种称为结构元素的特征集合来实现的。
对集合进行分析就是对集合进行变换,以突出所需要的信息,所采用的方法是使主观“探针”与客观物体相互作用。
“探针”也是一个集合,它由我们分析的目的来决定。
这个“探针”的集合称为结构元素,它携带有我们感兴趣的知识入灰度、形状等。
数学形态学的基本思想就是用具有一定形态的结构元素去度量和提取图像中的对应形状以达到对图像分析和识别的目的。
形态学在图像分析与处理方面的应用非常广泛,涉及的领域有模式识别、图像压缩、滤波、匹配、形状分析、边缘检测等。
数学形态学最先被用来处理二值图像,其基本理论为二值形态学。
现在数学形态学的处理对象也可以是灰度图像,灰度形态学算子是由二值形态学理论推广而来,我们这里不做介绍,其相关运算可以参考文献形态学的数学基础和所用语言是集合论,其基本运算有四种:膨胀、腐蚀、开启和闭合。
基于这些基本运算,还可以推导和组合成各种数学形态学实用算法。
假设用A 表示目标物体,B 表示结构元素,则二值形态学基本运算及实用算法如下: 如果图像A 用结构元素B 来膨胀,则记作})(|{∅≠=⊕∧A B x B A x I ,其定义为:肿B={xI(B),∈4} (3—2)上式表明图像4用结构元素B 来腐蚀的结果满足将占平移后,B 仍旧全部包含在4中的工的集合,实际上是收缩了A 的边界。
膨胀和腐蚀为对称运算,不是逆运算,它们可以级联结合使用。
使用同一个结构元素对图像先进行腐蚀然后再进行膨胀的运算成为开启运算,其定义为: 一oB=(4@B)0占(3—3)开启运算可以用于平滑边界,去除孤立的小点、切断细长搭接,消除突刺。