Image Morphology vTool#

Image Morphology vTool 可讓您降低影像雜訊，或抑制或突顯特定的影像結構。

影像形態學濾波是一種預處理步驟，透過常見的形態學運算來降低影像雜訊，或抑制、強調特定的影像結構。

Image Morphology vTool 透過「影像輸入」接腳接收影像，並透過「影像輸出」接腳輸出經過濾波的影像。

若您使用 ROI Creator vTool 來指定感興趣區域（ROI）後再執行形態學運算，Image Morphology vTool 會透過其Roi輸入接腳接收 ROI 資料。在此情況下，形態學運算僅針對感興趣區域執行，從而提升處理速度。

Image Morphology vTool 可在 Preprocessing Basic 授權方案中提供。如欲購買授權，請造訪Basler 網站。

Image Morphology vTool 版本#

Image Morphology vTool 共有兩個版本。下表列出了各版本之間的差異。請點擊表格標題中的版本名稱，即可直接跳轉至本主題的相關段落。

運作原理#

Image Morphology vTool 提供以下形態學操作：

• 擴張
• 侵蝕
• 結語
• 開啟中
• 中值濾波
• 排名篩選（僅限基本版）

光罩形狀#

對於所有形態學運算，您都可以使用矩形遮罩。此外，在擴張、侵蝕、閉合和開運算中，您也可以使用圓形遮罩。根據遮罩的形狀，您可以指定寬度與高度，或半徑。每個遮罩都有一個明確定義的中心點。在進行形態學運算時，遮罩會一行一行地在影像上移動。

對於矩形遮罩，僅允許奇數的寬度和高度值。

如果您首次開啟設定對話方塊並選擇矩形遮罩，則「寬度」與「高度」選項會相互關聯。這表示您可以同時調整這兩個參數，生成的遮罩將為正方形。您也可以分別指定寬度和高度。若要這樣做，請點擊鏈接圖示以解除寬度與高度之間的關聯。

• 已連結選項：
• 未連結選項：

對於圓形遮罩，您可以以 0.5 像素為增量指定半徑。當半徑值為 1.5、2.5 等時，所產生的遮罩會以中心為對稱軸。若半徑為整數（例如 1.0、2.0、3.0 等），則遮罩的中心位於重心左上方一個像素處。

對於中位數濾波和順位濾波，僅允許寬度和高度值為奇數的矩形遮罩。

擴張與侵蝕#

擴張運算與最大值濾波器相同。它將輸出灰度值（即遮罩的中心）設定為遮罩所覆蓋的輸入影像中所有像素的最高灰度值。因此，擴張運算會使影像中的亮部結構產生擴張或擴展的效果。

侵蝕效果與最小值濾波器相同。它會將輸出灰度值（即遮罩的中心）設定為遮罩所覆蓋之輸入影像中所有像素的最低灰度值。因此，侵蝕效果會使影像中的明亮結構產生侵蝕或縮小。

範例：假設您有一張二值影像，意即所有像素僅能呈現「暗」或「亮」兩種狀態，例如 0 和 200。 現在，將此與透過對影像中的亮像素進行閾值處理所產生的區域進行比較，例如使用「Auto Thresholding 」基本 vTool。在此情況下，影像形態學產生的結果與區域形態學相同。這意味著，先進行閾值處理（亮像素），再進行區域形態學處理（即膨脹、蝕蝕、閉合和開運）的順序，其結果與先進行影像形態學濾波再進行閾值處理的順序相同。

閉幕與開幕#

「開啟」與「關閉」的操作方式與相應的區域形態學運算相同：

• 閉合是指先進行擴張，隨後進行侵蝕。
• 起始階段是「侵蝕」，隨後是「擴張」。

這兩項操作所使用的遮罩都相同。

「閉合」運算可用於從影像中移除小型深色區域。例如，您可以使用「閉合」運算，將一幅「深色文字置於淺色背景上」的影像轉為背景圖。在此應用情境中，遮罩大小應為文字大小的 2 至 3 倍。

相反地，可以利用「開運算」從影像中移除小型明亮區域。

中值濾波#

中值濾波器會取輸入影像中所有位於濾波遮罩範圍內的像素，將其依升序排列，並選取中位數灰階值，即排序後清單中央的灰階值。接著，此中位數值便會應用於輸出影像中。

此濾波器大致能保留影像的整體亮度，可作為平均平滑與二項式平滑濾波器的替代方案。

它能產生所謂的「穩健平均值」，因為異常值（數值嚴重偏離，即非常明亮或非常暗的像素）不會影響結果。正因如此，中位數濾波器更適合抑制鹽與胡椒噪聲。

排名篩選（僅限基本版）#

「秩」濾波器是一種非常通用的濾波器，透過它您可以獲得與前述的「侵蝕」、「擴蝕」及「中值」濾波器相同的效果。

輸入影像中所有被濾波遮罩覆蓋的像素，均會依升序進行排序。輸出灰度值即為清單中由使用者所定義之位置或順位對應的灰度值。

排名值為 0 的「排名」濾波器，其作用等同於最小值濾波器（即「侵蝕」）。排名值為 0.5 的「排名」濾波器，其作用等同於中位數濾波器。最後，排名值為 1.0 的「排名」濾波器，其作用等同於最大值濾波器（即「擴蝕」）。

範例：假設您有一張圖片，其中文字為深色，背景為灰色。 通常，您會使用「侵蝕」來移除文字。然而，背景中也存在一些雜訊，例如一些微小的亮點。若使用「侵蝕」，會導致背景看起來很奇怪，且這些亮點會佔據主導地位。相反地，請使用「排名」濾鏡，並將排名值設定為約 0.8。這樣一來，濾鏡便能同時移除深色的文字和亮點。

Image Morphology 開胃菜#

設定 vTool#

要設定「Image Morphology Starter」vTool：

1. 在vTool「設定」區域的「配方管理」窗格中，按一下「開啟設定」或雙擊該 vTool。
   此時將開啟「Image Morphology 啟動」對話方塊。
2. 在「形態學操作」區域中，選取所需的操作。
3. 選擇所需的遮罩形狀：圓形或 矩形。
4. 請根據遮罩的形狀，指定濾鏡遮罩的「半徑」或「寬度」與「高度」。

您可以在針腳資料檢視中查看轉換結果。

Image Morphology 基礎#

設定 vTool#

要設定「Image Morphology 」基本 vTool：

1. 在vTool「設定」區域的「配方管理」窗格中，按一下「開啟設定」，或雙擊該 vTool。
   此時將開啟「Image Morphology Basic」對話方塊。
2. 在「形態學操作」區域中，選取所需的操作。
3. 若您已在步驟 2 中選取「排名」，請將「百分比」選項設定為所需的排名值。
4. 選擇所需的遮罩形狀：圓形或 矩形。
5. 請根據遮罩的形狀，指定濾鏡遮罩的「半徑」或「寬度」與「高度」。

您可以在針腳資料檢視中查看轉換結果。

Inputs#

Image#

可直接從「相機」vTool 或任何能輸出影像的 vTool（例如「Image Format Converter 」vTool）接收影像。

• 資料類型：圖片
• 影像格式：8 位元至 16 位元單色或彩色影像（請參閱 Supported Pixel Formats）

Roi#

可接受來自「ROI Creator vTool 」或任何其他能輸出區域或矩形的 vTool 所提供的感興趣區域。多個矩形或區域會在內部合併，形成單一的感興趣區域。Starter 版本僅接受 RectangleF。

• 資料類型：RectangleF、RectangleF 陣列、Region、Region 陣列

Outputs#

Image#

傳回經過濾波的影像。輸出影像可由任何接受影像作為輸入的 vTool 使用。

• 資料類型：圖片
• 影像格式：彩色或單色影像（請參閱 Supported Pixel Formats）

支援的 Pixel Format#

根據輸入影像的像素格式，Image Morphology vTool 會輸出以下像素格式：

相關 vTool#

典型前置元件#

• 攝影機vTool
• Gray Value Transformer vTool
• Image Format Converter vTool

典型後續元件#

• Absolute Thresholding vTool
• Auto Thresholding vTool
• Data Matrix Code Reader vTool
• QR Code Reader vTool
• Relative Thresholding vTool