ImageJ二值图像处理：形态学和分割

ImageJ系列： 安装与初步💎 灰度图像处理💎 图像滤波

二值化

在Process->Binary下有两个命令用于生成一个二值化图像，分别是

• Make Binary
• Convert to Mask

但当前图像是RGB或者灰度图时，这两个指令并无设置参数，且处理结果相同。若想更加细致地生成二值化图像，可点击Image->Adjust->Threshold，或者按下快捷键Ctrl+Shift+T，从而调出二值化窗口。通过调整滑块，可以设置阈值，如下图所示，其中红色区域在二值化之后为白色，其余区域为黑色。

如果处理的是RGB图像，那么这两个指令的处理结果是相同的。

形态学处理

ImageJ的Binary菜单中提供了诸多形态学处理工具

菜单	运算	说明
Erode	腐蚀	删除边缘像素
Dilate	膨胀	扩充图像的边缘
Open	开运算	先腐蚀，再膨胀，将平滑对象并删除孤立的像素。
Close	闭运算	先膨胀，再腐蚀，可以平滑对象并填充小孔。
Outline	提取轮廓	生成前景对象的一个像素宽的轮廓。 该线绘制在对象内部，即在先前的前景像素上。
Fill Holes	填充孔洞	填充对象中的孔（4个连接的背景元素）。
Skeletonize		重复删除边缘像素，直到它们缩小为单像素宽。

这些滤波操作的结果如下

分割

ImageJ提供了一些基于欧几里得距离图(EDM)的操作指令。在一张二进制图像中，某一像素点距离与之最近的背景像素距离，便是EDM，将其EDM值作为灰度值赋给一张图像，那么就得到了EDM图。而EDM的最大值，就是最终腐蚀点(UEP)，可以理解为，每次做一次腐蚀操作，坚挺到最后的有效像素，就是最终点。

指令	说明	功能
Distance Map	距离图	从二进制图像生成EDM
Ultimate Points	最终点	生成UEP
Watershed	分水岭分割	图像分割
Voronoi		图像分割

下面以Files->Open Samples->blobs为例，得到其效果如下。

其中，EDM图像中的灰度值，即二值图像中某点到黑色像素的最近距离；UEP则是某个EDM区域中最大值所对应的点。

分水岭分割是一种自动分离接触粒子的方法，其基本原理是，每个UEP都是一个不可分割区域，对UEP进行扩张，若两个UEP在增长过程中发生了碰撞，此即二者的分水岭。

Voronoi则通过两个UEP边界距离相等的点线分割图像，因此，每个粒子的Voronoi单元包括比任何其他粒子更靠近该粒子的所有点。