klar im Cockpit - GIT Verlag

tung jedoch ein wichtiges Merkmal, und
es ist sinnvoll, die Fläche durch eine Filteroperation
möglichst wenig zu verändern.
Deshalb liegt der Gedanke nahe,
nach einer Dilatation eine Erosion mit
dem gleichen Strukturelement durchzuführen.
Dann wird das Objekt zunächst
gedehnt, anschließend wieder geschrumpft,
und man darf hoffen, dass
sich am Ende die Fläche nur geringfügig
geändert hat. Ein Beispiel zeigt Abbildung
3.
Ein solches Vorgehen ist durchaus
sinnvoll. Wenn bspw. in einem hellen Objekt
auf dunklem Grund einige Löcher
vorhanden sind, die vor einer Blob­Analyse
geschlossen werden sollen, kann zunächst
eine Dilatation mit einer quadratischen
Maske durchgeführt werden. Die
Dilatation schließt alle Löcher, die kleiner
sind als die Maske. Eine nachfolgende
Erosion wird diese Löcher nicht
wieder öffnen können, denn auf eine homogene
weiße Fläche hat die Erosion
keine Wirkung. Die Erosion wird lediglich
dafür sorgen, dass im Randbereich
der größte Teil der vorherigen Ausdehnung
wieder abgetragen wird. Die Fläche
des Objekts wird anschließend annähernd
so groß sein wie vor der Filterung,
die Löcher sind aber geschlossen. Die
aufeinander folgende Ausführung von
Dilatation und Erosion heißt daher auch
Closing. Es ist allerdings keineswegs
gleichgültig, ob man zuerst die Dilatation
und dann die Erosion ausführt oder umgekehrt.
Diese beiden Filter sind nämlich
(genauso wie viele andere Filter) nicht
kommutativ. Wenn man zuerst die Erosion
ausführt, werden kleine Löcher weiter
geöffnet, dünne Stege zwischen größeren
dunklen Bereichen werden
aufgebrochen, Haare werden abrasiert.
Die entstehenden Löcher können dabei
so groß werden, dass die Maske der
nachfolgenden Dilatation sie nicht mehr
vollständig überdeckt. Die Löcher und
die Trennungen bleiben dann erhalten.
Die Hintereinanderausführung von Erosion
und Dilatation wird deshalb auch als
Opening bezeichnet.
Einfluss der Strukturelemente
Die oben eingeführten einfachen morphologischen
Operationen kann man
auch mehrfach hintereinander, mit verschieden
großen und mit komplex geformten
Filtermasken durchführen. Es
gibt eine Fülle morphologischer Methoden
mit zum Teil überraschenden Wirkungen.
Beispielsweise kann man auf
dasselbe Bild eine 3x3­Dilatation und
eine 5x5­Dilatataion anwenden und anschließend
die beiden Bilder voneinander
subtrahieren. Auf diese Weise wer­
V i s i o n
� Abb. 4: Ein Strichcode, zunächst binarisiert
(Teilbild 2), dann mit einer 3x15-Maske dilatiert
und anschließend mit demselben Strukturelement
erodiert. Die Maske ist an die
Form der Balken angepasst, so dass die
Filteroperationen deren Struktur herausarbeiten
und Störungen unterdrücken.
den die Kanten der Objekte im Bild
herausgehoben. In einem Bild, in dem
man die länglichen Striche eines Strichcodes
herausarbeiten möchte, bietet sich
eine Filterung mit einer Maske an, die
dieselben Abmessungen hat wie die gesuchten
Striche. Ein Beispiel zeigt Abbildung
4. Anstelle von quadratischen Masken
werden für Dilatation und Erosion
oft Kreisscheiben als Strukturelemente
eingesetzt, weil damit eine bessere Annäherung
an die häufig gewünschte Isotropie
der Filterung erreicht wird. Durch
fortgesetzt angewandte Erosion kann ein
Objekt bis auf eine zusammenhängende
Kette mit einem Pixel Breite abgetragen,
also skeletonisiert werden. Bei Aufnahmen
mit inhomogener Beleuchtung kann
man ein Hintergrundbild für die Shading­
Korrektur gewinnen, indem das Bild mit
einer Maske erodiert wird, die an die Objekte
im Vordergrund angepasst ist und
diese zum Verschwinden bringt. Morphologische
Bildverarbeitung ist ein interessantes
Spezialgebiet der Bildverarbeitung,
das in letzter Zeit stark an
Bedeutung zugenommen hat. Eine Reihe
von morphologischen Verfahren sind
mittlerweile aufgrund der zur Zeit stetig
und rapide zunehmenden Rechnerleistungen
auch für industrielle Anwendungen
handhabbar geworden.
� Kontakt
Prof. Dr. Christoph Heckenkamp
Hochschule Darmstadt –
University of Applied sciences
studiengang optotechnik und Bildverarbeitung
Tel.: 06151/16-8651
Fax: 06151/16-8975
heckenkamp@h-da.de
www.fbmn.h-da.de
Inspect 4/2006
19