Image Morphology vTool#

藉助 Image Morphology vTool，您可以減少影像雜訊，或抑制/強調特定的影像結構。

影像形態學過濾是一種前處理步驟，利用常見的形態學運算來減少影像雜訊，或抑制/強調特定的影像結構。

Image Morphology vTool 透過 Image 輸入接腳接收影像，並透過 Image 輸出接腳輸出過濾後的影像。

如果您在套用形態學運算之前，使用 ROI Creator vTool 來指定興趣區域，則 Image Morphology vTool 會透過其 Roi 輸入接腳接收 ROI 資料。在這種情況下，形態學運算將僅在興趣區域上執行，從而加快處理速度。

Image Morphology vTool 適用於 Preprocessing Basic 授權。若要購買授權，請造訪 Basler 網站。

Image Morphology vTool 版本#

Image Morphology vTool 提供兩個版本。下表顯示了這些版本之間的差異。按一下表格標題中的某個版本，即可直接跳至本主題中的相關章節。

運作原理#

Image Morphology vTool 提供以下形態學運算：

• Dilation
• Erosion
• Closing
• Opening
• Median filtering
• Rank filtering（僅限 Basic 版本）

遮罩形狀#

對於所有形態學運算，您都可以使用矩形遮罩。此外，您也可以針對 Dilation、Erosion、Closing 和 Opening 使用圓形遮罩。根據遮罩形狀，您可以指定寬度和高度或半徑。每個遮罩都有明確定義的中心。在形態學運算期間，遮罩會在影像上逐行移動。

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取矩形遮罩，Width 和 Height 選項會保持連結狀態。這表示您可以同時變更這兩個參數，且產生的遮罩會是正方形。您也可以分別指定寬度和高度。若要這麼做，請按一下鏈結圖示以解除寬度和高度之間的連結。

• 選項已連結：
• 選項未連結：

對於圓形遮罩，您可以以 0.5 像素的增量指定半徑。半徑值如 1.5、2.5 等，所產生的遮罩相對於其中心呈對稱。如果是整數半徑（例如 1.0、2.0、3.0 等），遮罩的中心會位於重心左上方相鄰的像素。

對於 median 和 rank filtering，僅允許寬度和高度為奇數的矩形遮罩。

膨脹與侵蝕#

Dilation 與最大值濾鏡相同。它會將作為 mask 中心的輸出灰階值設為遮罩所涵蓋之輸入影像所有像素中的最高灰階值。因此，Dilation 會使影像中的明亮結構變得粗大或擴張。

Erosion 與最小值濾鏡相同。它會將作為遮罩中心的輸出灰階值設為遮罩所涵蓋之輸入影像所有像素中的最低灰階值。因此，Erosion 會使影像中的明亮結構變得細小或收縮。

範例：假設您有一個二元影像，這表示所有像素只能處於暗或亮的狀態，例如 0 和 200。現在，將其與透過對影像的明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 Basic vTool。在這種情況下，image morphology 產生的結果與 region morphology 相同。這表示，閾值處理（明亮像素）與 region morphology 處理（即 Dilation、Erosion、Closing 和 Opening）的順序，產生的結果與 image morphology 濾鏡和閾值處理的順序相同。

閉運算與開運算#

Opening 和 Closing 的運作方式與對應的 region morphology 運算相同：

• Closing 是先進行 Dilation，接著進行 Erosion。
• Opening 是先進行 Erosion，接著進行 Dilation。

這兩種運算的 mask 保持不變。

閉運算可用於從影像中移除小的深色區域。例如，您可以透過閉運算來產生包含深色文字和亮色背景的影像之背景影像。在此使用情境中，遮罩大小應為字母的 2 到 3 倍大。

相對地，開運算可用於從影像中移除小的亮色區域。

Median Filter#

濾鏡遮罩所涵蓋之輸入影像的所有像素會由 Median Filter 進行升冪排序，並選擇中位灰階值，亦即排序清單中央的灰階值。然後，此中位數值會用於輸出影像中。

此濾鏡大體上能保留整體影像的亮度，並可作為平均值和二項式Image Smoothing濾鏡的替代方案。

它會產生所謂的強健平均值，因為極端值（強烈偏離的值，即極亮或極暗的像素）不會影響結果。因此，Median Filter 更適合用於抑制椒鹽雜訊。

Rank Filtering (僅限 Basic 版本)#

Rank 濾鏡是一種非常通用的濾鏡類型，透過它您可以達到與上述 Erosion、Dilation 和 Median 濾鏡相同的結果。

濾鏡遮罩所涵蓋之輸入影像的所有像素會進行升冪排序。輸出的灰階值為使用者所定義之清單中位置或 rank 的灰階值。

rank 值為 0 的 Rank 濾鏡與最小值濾鏡（即 Erosion）相同。rank 值為 0.5 的 Rank 濾鏡與 Median Filter 相同。最後，rank 值為 1.0 的 Rank 濾鏡與最大值濾鏡（即 Dilation）相同。

範例：假設您有一張灰色背景上有深色文字的影像。通常，您會使用 Erosion 來移除字母。然而，背景中也有一些雜訊，例如一些微小的亮點。使用 Erosion 會導致背景看起來很奇怪，且主要由這些亮點的外觀所主導。相反地，請使用 rank 值約為 0.8 的 Rank 濾鏡。透過這種方式，濾鏡可以同時移除深色字母和亮點。

Image Morphology Starter#

設定 vTool#

若要設定 Image Morphology Starter vTool：

1. 在 vTool Settings 區域的 Recipe Management 窗格中，按一下 Open Settings 或按兩下該 vTool。
   隨即會開啟 Image Morphology Starter 對話方塊。
2. 在 Morphology Operation 區域中，選取所需的操作。
3. 選取所需的遮罩形狀：Circular 或 Rectangular。
4. 根據遮罩形狀，指定濾鏡遮罩的 Radius 或 Width 與 Height。

您可以在 pin data view 中檢視轉換結果。

Image Morphology Basic#

設定 vTool#

若要設定 Image Morphology Basic vTool：

1. 在 vTool Settings 區域的 Recipe Management 窗格中，按一下 Open Settings or 按兩下該 vTool。
   隨即會開啟 Image Morphology Basic 對話方塊。
2. 在 Morphology Operation 區域中，選取所需的操作。
3. 如果您在步驟 2 中選取了 Rank，請將 Percent 選項設定為所需的 rank 值。
4. 選取所需的遮罩形狀：Circular 或 Rectangular。
5. 根據遮罩形狀，指定濾鏡遮罩的 Radius 或 Width 與 Height。

您可以在 pin data view 中檢視轉換結果。

Inputs#

Image#

直接接收來自 Camera vTool 或輸出影像之 vTool（例如 Image Format Converter vTool）的影像。

• 資料類型：Image
• 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#

接受來自 ROI Creator vTool 或任何其他輸出區域或矩形的 vTool 之興趣區域。多個矩形或區域會在內部合併，以形成單一興趣區域。Starter 版本僅接受 RectangleF。

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

Outputs#

Image#

傳回過濾後的影像。輸出影像可由任何接受影像作為輸入的 vTool 使用。

• 資料類型：Image
• 影像格式：彩色或單色影像（請參閱支援的 Pixel Format）

支援的 Pixel Format#

根據輸入影像的 Pixel Format，Image Morphology vTool 會輸出以下 Pixel Format：

相關 vTools#

典型前置項目#

• 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