数学形态学及其在二值影象分析中的应用

本文介绍了数学形态学的基本概念,利用一些简单例子叙述其定义、逻辑变换和形态变换的基本算子及其作用。文中对数学形态学在二值影象如汉字和栅格扫描的地图的数据分析中的应用可能性也进行了探讨。这些讨论对于建立地理信息系统的测量数据库是有益的。     

PET图像中基于形态学和样条模型方法进行心脏的边缘提取

PEI在医学图份技术研究以及临床应用中正扮演着越来越重要的角色。在PEI心脏图像中，为了测量心脏对药物的吸收率，对图份中心脏边缘的提取成为测量计算的前提和关键。我们针对PEI图像心脏的边缘提取问题，从两个角度分别提出两种方法——基于数学形态学的方法和基于样条模型的方法。数学形态法是先将PEI图像二值化，再结合腐蚀和肿胀—两种数学形态学的基本操作对二值图像进行处理，最终获得结果。样条模型是用用一组点和连接每相邻两点之间的样条曲线来表示心脏边界，将边缘提取问题转化—个全局最优化问题。针对PEI心脏图像特点，我们给出了独特的能量函数作为送代的停步条件。最后，我们比较了两种方法的结果和效率，结果表明两种方法的分割效果都是令人满意的。具体来说，前种方法的特点在于简单，快速和高效；而后种方法的稳定性和鲁棒性，对PEI图像有着非常重要的意义。     

基于重构的多尺度目标提取与分割

通过形态重构开闭算子构造了一个多尺度的目标提取和分割算法.首先用结构元素nB对影像分别作基于重构的Top-Hat和Bottom-Hat变换,得到所有不能放入nB的亮和暗的目标;然后再用结构元素(n-1)B对影像作开运算,消除所有不能放入该结构元素的目标.那么结果影像中就只剩下能同时放入nB和(n-1)B的目标.对不同尺度的结果影像进行处理,就可以得到不同尺度下的目标分割结果.重构是一个连通è区域算子,连通区域是运算的基本单位,所以不会改变影像中边缘的位置,同时不会有新的边缘和虚假的极值出现.     

基于数学形态学的IKONOS多光谱图像分割方法研究

利用数学形态学方法,研究与探讨了IKONOS多光谱图像的分割技术.提出一种结合图像边缘特征和纹理特征的混合分割新算法.在高分辨率多光谱遥感图像K-L变换的基础上,采用多尺度多方向形态学梯度算子提取边缘特征.应用数学形态学滤波及局部方差统计特征对图像对象进行标记,最后采用强制最小过程,进行标记控制的分水岭分割.研究结果表明,提出的分割算法优于仅利用边缘特征的分水岭分割算法,同时,该算法能较好地解决分割过程中存在的过分割与欠分割问题,是一种适合高分辨率多光谱遥感图像的分割算法.     

Morphological Characteristics of （K, Na）-Rectorite from Zhongxiang Rectorite Deposit, Hubei, Central China

The morphological characteristics of the Zhongxiang (钟祥) rectorite have been studied using X-ray diffraction (XRD), electron probe micro-analyzer (EPMA), scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscope (AFM), and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). The structural formula of the Zhongxiang rectorite is: interstratification of (K, Na)-mica and Ca-montmorillouite. SEM observations show that Zhongxiang rectorite occurs as platy and fold-shaped crystals, and mainly as extremely thin plates with thickness ranging from 0.4 to 0.05 μm and a smooth (001) surface. There are well-developed polygonal steps on the surfaces of some thick crystals, suggesting a layer-by-layer growth mechanism. AFM observations show a series of steps with a height of 2 nm on the platy particles, suggesting the stacking of 20 nm fundamental particles. Club-like or fiber-shaped halloysite is included in the platy crystals with their elongated dimension paralleling (001) of the platy crystals or crossing the (001) surface of the platy rectorite, indicating multi-stage crystallization and involvement of hydrothermal fluids. The Zhongxiang rectorite was generated by both layer-by-layer growth mechanism and dissolution and crystallization growth mechanism with multistages.     

一种高分辨率遥感影像阴影去除方法

基于阴影属性提出了一种全自动彩色影像阴影去除算法.首先将影像变换到HSI空间,依据阴影区域亮度值低和饱和度高的特性,结合小区域去除和数学形态学处理,得到精确的阴影区域.然后,分别对I、H、S分量图上各个独立阴影区域与其邻近的非阴影区域进行匹配补偿,再反变换回RGB空间,完成阴影去除操作.实验结果表明,该方法能在不改变非阴影区域信息的情况下,有效地去除阴影的影响.     

结合SAM大模型和数学形态学的历史地图水系信息提取方法

历史地图记载着丰富的历史地理信息,能够帮助了解历史规律,为当代发展提供借鉴。不同于现代地图、遥感影像等数据,历史地图保存时间久,存在留存数量少、图像精度低等问题,地图符号也与现代有所差异,因此信息难以被高效提取。针对该问题,本文以历史地图《宁夏省境黄河沿岸沟渠水道地形图》为试验数据,提出一种智能化历史地图水系信息提取方法。首先,结合符号句法,运用聚类与数学形态学方法构建数据集;然后,改进通用大模型(SAM)结构并进行迁移学习优化权重;最后,借助改进SAM自动提取历史地图水系信息。将试验结果与其他模型作对比,显示本文方法提取结果边界清晰,轮廓完整,准确率、精度等指标均为最高。同时,将提取结果与该区域水系现状作对比,发现历史上的河流沟渠如今大多改道、偏移或消失,湖泊面积大大减小。本文方法基于SAM通用大模型进行改进,验证了大模型在地图领域的可用性,为地图信息提取提供了思路。     

基于数学形态学的建筑物轮廓信息提取

针对高空间分辨率卫星图像上建筑物的特点,提出了一套半自动、快速简单的建筑物二维轮廓信息提取技术流程。首先,利用最大同质性近邻滤波算法(MHN)对图像进行预处理;然后,利用基于数学形态学经典算法(腐蚀、膨胀、开操作及闭操作等)重建的微分形态学断面方法(DMP)进行建筑物二维轮廓信息提取,并在结构算子的步长选择方面对方法进行了初步改进;最后,结合区域标识和面积阈值分割等方法进行了后处理操作。以北京师范大学校园QuickBird图像为例的试验结果显示,该方法不仅对规则建筑物的提取效果良好,还可以有效地提取出形状复杂的建筑物轮廓信息。     

基于数学形态学的地磁数据噪声处理软件

在当前地磁数据噪声预处理过程中,存在效率低下、处理质量因人而异的缺点,借鉴数学形态学的去噪方法,基于C/C++编程语言和Qt开发框架,设计开发一套地磁数据噪声处理软件,提高地磁数据预处理工作的自动化水平。由重庆地震台网的应用效果可知,该软件具有较为广泛的应用前景。