[发明专利]一种利用数学形态学切换变换构造形态学对比度算子的矿物图像增强方法

摘要

本发明涉及一种利用数学形态学切换变换构造形态学对比度算子的矿物图像增强方法，它有五大步骤：首先，利用基于形态学开、闭运算的形态学切换变换构造形态学对比度算子；其次，通过构造的形态学对比度算子提取图像中的重要矿物特征；然后，在引入形态学多尺度运算的基础上，进行重要矿物特征提取的多尺度扩展；随后，由多尺度特征产生最终的矿物图像特征；最后，将提取得到的最终矿物图像特征引入原始矿物图像，达到有效增强矿物图像的目的。本发明广泛应用于各类基于矿物图像的应用系统，具有广阔的市场前景与应用价值。

主权项

一种利用数学形态学切换变换构造形态学对比度算子的矿物图像增强方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：步骤一：利用基于形态学开、闭运算的形态学切换变换TO构造形态学对比度算子MCO：MCO(x,y)＝f(x,y)+BFO(x,y)–DFO(x,y)，其中，BFO(x,y)＝max{f(x,y)–TO(x,y),0}，DFO(x,y)＝max{TO(x,y)–f(x,y),0}，$f\⊕B=\underset{u,v}{\max }(f(x-u,y-v)+B(u,v)),$其中，f代表原始矿物图像；B代表结构元素；(x,y)表示图像像素坐标；(x,y)表示结构元素的像素坐标；○，●，分别代表数学形态学开、闭、膨胀及腐蚀运算符；TO表示形态学切换变换；BFO和DFO分别表示由切换变换产生的特征；MCO表示形态学对比度算子；步骤二：通过构造的新形态学对比度算子MCO提取图像中的重要亮、暗矿物特征BFMCO和DFMCO：$\mathrm{BFMCO}(x,y)=\left\{\begin{array}{c}\begin{array}{cc}\mathrm{MCO}(x,y)-f(x,y),\mathrm{if}& f(x,y)\<\mathrm{MCO}(x,y)\end{array}\\ 0,\mathrm{else}\end{array}\right.,$$\mathrm{DFMCO}(x,y)=\left\{\begin{array}{c}\begin{array}{cc}f(x,y)-\mathrm{MCO}(x,y)\mathrm{if}& f(x,y)>\mathrm{MCO}(x,y)\end{array}\\ 0,\mathrm{else}\end{array}\right.,$其中，BFMCO和DFMCO分别表示由新构造的形态学对比度算子MCO产生的矿物图像亮特征和暗特征；步骤三：引入尺寸递增的多尺度结构元素序列，提取由新构造的形态学对比度算子MCO产生的与n个尺度结构元素B₁，B₂...B_n所对应的矿物图像亮特征BFMCO_i及暗特征DFMCO_i：${\mathrm{BFMCO}}_i(x,y)=\left\{\begin{array}{c}\begin{array}{cc}{\mathrm{MCO}}_i(x,y)-f(x,y),\mathrm{if}& f(x,y)\<{\mathrm{MCO}}_i(x,y)\end{array}\\ 0,\mathrm{else}\end{array}\right.,$${\mathrm{DFMCO}}_i(x,y)=\left\{\begin{array}{c}\begin{array}{cc}f(x,y)-{\mathrm{MCO}}_i(x,y)\mathrm{if}& f(x,y)>{\mathrm{MCO}}_i(x,y)\end{array}\\ 0,\mathrm{else}\end{array}\right.,$其中，BFMCO_i和DFMCO_i分别表示由新构造的形态学对比度算子MCO产生的矿物图像在不同尺度下的亮特征和暗特征；步骤四：采用像素级最大值策略合并由步骤三产生的多尺度特征，产生最终的由新构造的形态学对比度算子MCO提取的矿物图像亮特征BMF和暗特征DMF；步骤五：利用加权线性拉伸，将由新构造的形态学对比度算子MCO提取得到的最终矿物图像特征引入原始矿物图像，达到有效增强矿物图像的目的。