MATLAB SİMULİNK İLE GÖRÜNTÜ İŞLEME – 3

Herkese merhabalar. Serimizin 3. bölümüne hoşgeldiniz. Bu bölümde Matlab simulink ile projemize video ve görüntü dahil etme ve görüntüler üzerinde morfolojik işlem uygulamaları blok diyagramlar ile gerçekleştirilecektir.

İlk önce simulink projesi oluşturuyoruz ve blok diagram listesini açıyoruz. Yeni bir projenin ve blok diyagram listesinin nasıl açıldığına serinin ilk bölümüne giderek öğrenebilirsiniz.

Serinin ilk bölümü:

https://www.veribilimiokulu.com/matlab-simulink-ile-goruntu-isleme-1/

Bu bölümde computer vision system toolbox altında morphological operations alt bölümünü göreceğiz.

Bu bölüm;

1 – Bottom-hat

2 – Top-hat

3 – Close

4 – Open

5 – Dilate

6 – Erode

Algoritmaları Matlab simulink ortamında gerçekleştirilecektir.

İlk önce Morfolojik operasyonların ne olduğu anlatılacaktır.

Morflojik Operasyonlar

İkili görüntüler (genellikle siyah ve beyaz olmak üzere tam olarak iki renkten birine sahip olabilen piksellerden oluşur) çok sayıda kusur içerebilir. Özellikle, ikili bölgeler basit eşikle üretildiğinde sesler ve dokular bozulabilir. Görüntü İşlemede Morfolojik İşlemler, görüntünün biçimini ve yapısını dikkate alarak bu kusurları gidermeyi amaçlar.

Şekil -1: Morfolojik operatörler blok diagramları

Morfoloji, görüntüleri şekillere dayalı olarak işleyen geniş bir görüntü işleme işlemidir. Morfolojik işlemler, aynı boyutta bir çıktı görüntüsü oluşturarak bir girdi görüntüsüne bir yapılandırma öğesi uygular. Morfolojik bir işlemde, çıktı görüntüsündeki her pikselin değeri, girdi görüntüsündeki karşılık gelen pikselin komşularıyla karşılaştırılmasına dayanır.

Aşağıda uygulanacak morfolojik işlemlerde Şekil-2′deki resim kullanılacaktır.

Şekil-2: Orjinal resim

1 – Bottom-hat

Şekil-3: Bottom-hat blok diagramı

Kaynak veya giriş görüntüsünün farkı ve kaynak veya giriş görüntüsünün açılması. Farklı bölgeler arasındaki dar yolları vurgular.

Önceden tanımlanmış bir komşu veya yapılandırma öğesi kullanarak yoğunluk veya ikili görüntü üzerinde bottom-hat filtrelemesi kullanılır. Bottom-hat filtrelemesi, giriş görüntüsünün, giriş görüntüsü üzerinde morfolojik bir kapatma işlemi gerçekleştirilmesinin sonucundan çıkarılmasına eşdeğerdir. Bu blok yalnızca düz yapılandırma elemanları kullanır.

Diğer bir deyişle; bottom-hat dönüşümü, verilen görüntülerdeki koyu noktaları vurgulamaya yardımcı olan bir işlemdir. Görüntüdeki küçük, karanlık bölgeleri ayıklama bottom-hat dönüşümü yüksek frekanslı bölgeleri etkin bir şekilde tersine çevirir. bottom-hat dönüşümleri, özellik çıkarma, arka plan eşitleme, görüntü geliştirme ve diğerleri gibi çeşitli görüntü işleme görevleri için kullanılır.

Bottom-hat algoritması tek kanallı (renksiz) görüntüler üzerinde gerçekleştirilebilmektedir.

Şekil-4: Bottom-hat blok diyagramının proje sayfasına eklenmesi

Bottom-hat blok diyagramını dahil ettikten sonra blok diyagram özelliklerine erişiyoruz.

Bu görsel boş bir alt niteliğe sahip; dosya adı image-39.png
Şekil-5: Bottom-hat blok diyagram özellikleri

Diagramı Run butonu ile çalıştırıyoruz.

Şekil-6: Sonuç görüntüsü

2 – Top-hat

Şekil-7: Top-hat blok diagramı
Bu görsel boş bir alt niteliğe sahip; dosya adı image-35.png
Eşitlik-1: Siyah top-hat filtresi gösterimi

Matematiksel morfoloji ve dijital görüntü işlemede, Top-hat dönüşümü, verilen görüntülerden küçük elemanları ve ayrıntıları ayıklayan bir işlemdir. Top-hat dönüşümleri, özellik çıkarma, arka plan eşitleme, görüntü geliştirme ve diğerleri gibi çeşitli görüntü işleme görevleri için kullanılır.

Bu görsel boş bir alt niteliğe sahip; dosya adı image-33.png
Eşitlik-2: Beyaz top-hat filtresi gösterimi

Top-hat filtresi (diğer bir deyişle beyaz top-hat filtresi), karanlık bir arka planda ilgilenilen parlak nesneleri geliştirmek için kullanılır.

Şekil-8: Top-hat blok diyagramının proje sayfasına eklenmesi

Top-hat blok diyagramını dahil ettikten sonra blok diyagram özelliklerine erişiyoruz.

Şekil-9: Top-hat blok diyagram özellikleri

Diagramı Run butonu ile çalıştırıyoruz.

Şekil-10: Sonuç görüntüsü

3 – Close

Şekil-11: Close blok diagramı
Eşitlik-3: Close filtresi gösterimi

Close, tersine açılan bir açılmadır ve basitçe bir dilatasyon ve ardından her iki işlem için aynı yapılandırma elemanı kullanılarak bir erozyon olarak tanımlanabilir. Close, bazı şekillerde genişlemeye benzerdir, çünkü bir görüntüdeki ön plan (parlak) bölgelerin sınırlarını genişletme ve pepper noise olarak bilinen küçük arka plan deliklerini doldurma eğilimindedir. Bununla birlikte, orijinal sınır şeklini genellikle daha az tahrip eder. Diğer morfolojik operatörlerde olduğu gibi, operasyon bir yapılandırma elemanı tarafından belirlenir. Operatörün etkisi, bu yapılandırma elemanına benzer bir şekle sahip olan veya yapılandırma elemanını tamamen içerebilen ve arka plan piksellerinin diğer tüm bölgelerini ortadan kaldıran arka plan bölgelerini korumaktır.

Şekil-12: Close blok diyagramının proje sayfasına eklenmesi

Close blok diyagramını dahil ettikten sonra blok diyagram özelliklerine erişiyoruz.

Şekil-13: Close blok diyagram özellikleri

Diagramı Run butonu ile çalıştırıyoruz.

Şekil-14: Sonuç görüntüsü

4 – Open

Şekil-15: Open blok diagramı
Eşitlik-4: Open filtresi gösterimi

Open, erozyon ve genişlemenin temel morfolojik işlemlerinden türetilir. Open temel etkisi, ön plan (parlak) piksellerin bir kısmını ön plan piksellerinin bölgelerinin kenarlarından çıkarma eğiliminde olması nedeniyle erozyona benzer. Genel olarak, erozyondan daha az yıkıcıdır. Diğer morfolojik operatörlerde olduğu gibi, operasyon bir yapılandırma elemanı tarafından belirlenir. Operatörün etkisi, ön plan piksellerinin diğer tüm bölgelerini ortadan kaldırırken, yapılandırma elemanına benzer bir şekle sahip olan veya yapılandırma elemanını tamamen içerebilen ön plan bölgelerini korumaktır.

Şekil-16: Open blok diyagramının proje sayfasına eklenmesi

Open blok diyagramını dahil ettikten sonra blok diyagram özelliklerine erişiyoruz.

Şekil-17: Open blok diyagram özellikleri

Diagramı Run butonu ile çalıştırıyoruz.

Şekil-18: Sonuç görüntüsü

5 – Dilate

Şekil-19: Dilate blok diagramı
Eşitlik-5: Dilate filtresi gösterimi

Atanan yapılandırma elemanı, giriş görüntüsünde bulunan şekilleri araştırmak ve genişletmek için kullanılır. Spesifik olarak, yerel maksimum filtre gibi davranır. Dilatasyon, erozyonun tersi bir etkiye sahiptir. Bölgelerin hem iç hem de dış sınırlarına bir piksel katmanı ekler. Yani, çıkış pikseli değeri komşu tüm piksellerin maksimum değeridir. İkili bir görüntüde, komşu piksellerden herhangi birinin 1 değeri varsa bir piksel 1 olarak ayarlanır. Morfolojik genişleme, nesneleri daha görünür hale getirir ve nesnelerdeki küçük delikleri doldurur.

Şekil-20: Dilate blok diyagramının proje sayfasına eklenmesi

Dilate blok diyagramını dahil ettikten sonra blok diyagram özelliklerine erişiyoruz.

Şekil-21: Dilate blok diyagram özellikleri

Diagramı Run butonu ile çalıştırıyoruz.

Şekil-22: Sonuç görüntüsü

6 – Erode

Şekil-23: Erode blok diagramı
Eşitlik-6: Erode filtresi gösterimi

Dilatasyonun tam tersi. Atanan yapılandırma elemanı, giriş görüntüsünde bulunan şekilleri araştırmak ve azaltmak için kullanılır. Spesifik olarak, yerel minimum filtre gibi davranır.

Ayrıca, yapılandırma elemanları, bölgelerin hem iç hem de dış sınırlarından bir piksel katmanını sıyrılarak görüntüyü daraltır. Erode kullanarak, farklı bölgeler arasındaki boşlukları ve boşlukları ortadan kaldırarak küçük ayrıntıları ortadan kaldırabiliriz.

Yani, çıkış pikseli değeri komşudaki tüm piksellerin minimum değeridir. İkili bir görüntüde, komşu piksellerden herhangi biri 0 değerine sahipse bir piksel 0 olarak ayarlanır. Morfolojik erozyon, adaları ve küçük nesneleri kaldırır, böylece yalnızca önemli nesneler kalır.

Şekil-24: Erode blok diyagramının proje sayfasına eklenmesi

Erode blok diyagramını dahil ettikten sonra blok diyagram özelliklerine erişiyoruz.

Şekil-25: Erode blok diyagram özellikleri

Diagramı Run butonu ile çalıştırıyoruz.

Şekil-26: Sonuç görüntüsü

Matlab Simulink ile Görüntü işleme serimizin üçüncü bölümünde görüntü üzerinde morfolojik işlemler metotlar anlatıldı. Serimizin sonraki bölümlerinde, diğer görüntü işleme algoritmaları anlatılacak ve uygulama gerçekleştirilecektir.

Proje dosyasına,

https://github.com/enesdoruk/Computer-Vision-with-Matlab-Simulink/tree/master/MoprhologicalOperations

github hesabımdan ulaşabilirsiniz.

Görüşmek dileğiyle.

Kaynakça

Yazar Hakkında
Toplam 14 yazı
Abdullah Enes Doruk
Abdullah Enes Doruk
Bursa Teknik Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü öğrencisi. İlgilendiği alanlar; Görüntü işleme, Sürücüsüz Araçlar, Derin Öğrenme. Abdullah Enes Doruk
Yorumlar (Yorum yapılmamış)

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

×

Bir Şeyler Ara