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view inst/bwmorph.m @ 857:75d6748324de
New functions imgradient and imgradientxy (patch #8265)
* imgradient.m, imgradientxy.m: new function files.
* INDEX: update list of functions.
* NEWS: update list of new functinos for next release.
| author | Brandon Miles <brandon.miles7@gmail.com> |
|---|---|
| date | Sun, 05 Jan 2014 07:27:06 +0000 |
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| children | 5508ae36222e |
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## Copyright (C) 2004 Josep Mones i Teixidor <jmones@puntbarra.com> ## Copyright (C) 2013 Carnë Draug <carandraug@octave.org> ## ## This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under ## the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software ## Foundation; either version 3 of the License, or (at your option) any later ## version. ## ## This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ## ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or ## FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General Public License for more ## details. ## ## You should have received a copy of the GNU General Public License along with ## this program; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>. ## -*- texinfo -*- ## @deftypefn {Function File} {} bwmorph (@var{bw}, @var{operation}) ## @deftypefnx {Function File} {} bwmorph (@var{bw}, @var{operation}, @var{n}) ## Perform morphological operation on binary image. ## ## For a binary image @var{bw}, performs the morphological @var{operation}, ## @var{n} times. All possible values of @var{operation} are listed on the ## table below. By default, @var{n} is 1. If @var{n} is @code{Inf}, the ## operation is continually performed until it no longer changes the image. ## ## In some operations, @var{bw} can be a binary matrix with any number of ## dimensions (see details on the table of operations). ## ## Note that the output will always be of class logical, independently of ## the class of @var{bw}. ## ## @table @samp ## @item bothat ## Performs a bottom hat operation, a closing operation (which is a ## dilation followed by an erosion) and finally substracts the original ## image (see @code{imbothat}). @var{bw} can have any number of ## dimensions, and @code{strel ("hypercube", ndims (@var{bw}), 3)} is ## used as structuring element. ## ## @item bridge ## Performs a bridge operation. Sets a pixel to 1 if it has two nonzero ## neighbours which are not connected, so it "bridges" them. There are ## 119 3-by-3 patterns which trigger setting a pixel to 1. ## ## @item clean ## Performs an isolated pixel remove operation. Sets a pixel to 0 if all ## of its eight-connected neighbours are 0. @var{bw} can have any number ## of dimensions in which case connectivity is @code{(3^ndims(@var{bw})) -1}, ## i.e., all of the elements around it. ## ## @item close ## Performs closing operation, which is a dilation followed by erosion ## (see @code{imclose}). @var{bw} can have any number of dimensions, ## and @code{strel ("hypercube", ndims (@var{bw}), 3)} is used as ## structuring element. ## ## @item diag ## Performs a diagonal fill operation. Sets a pixel to 1 if that ## eliminates eight-connectivity of the background. ## ## @item dilate ## Performs a dilation operation (see @code{imdilate}). @var{bw} can have ## any number of dimensions, and ## @code{strel ("hypercube", ndims (@var{bw}), 3)} is used as ## structuring element. ## ## @item erode ## Performs an erosion operation (see @code{imerode}). @var{bw} can have ## any number of dimensions, and ## @code{strel ("hypercube", ndims (@var{bw}), 3)} is used as ## structuring element. ## ## @item fill ## Performs a interior fill operation. Sets a pixel to 1 if all ## four-connected pixels are 1. @var{bw} can have any number ## of dimensions in which case connectivity is @code{(2*ndims(@var{bw}))}. ## ## @item hbreak ## Performs a H-break operation. Breaks (sets to 0) pixels that are ## H-connected. ## ## @item majority ## Performs a majority black operation. Sets a pixel to 1 if the majority ## of the pixels (5 or more for a two dimensional image) in a 3-by-3 window ## is 1. If not set to 0. @var{bw} can have any number of dimensions in ## which case the window has dimensions @code{repmat (3, 1, ndims (@var{bw}))}. ## ## @item open ## Performs an opening operation, which is an erosion followed by a ## dilation (see @code{imopen}). @var{bw} can have any number of ## dimensions, and @code{strel ("hypercube", ndims (@var{bw}), 3)} ## is used as structuring element. ## ## @item remove ## Performs a iterior pixel remove operation. Sets a pixel to 0 if ## all of its four-connected neighbours are 1. @var{bw} can have any number ## of dimensions in which case connectivity is @code{(2*ndims(@var{bw}))}. ## ## @item shrink ## Performs a shrink operation. Sets pixels to 0 such that an object ## without holes erodes to a single pixel (set to 1) at or near its ## center of mass. An object with holes erodes to a connected ring lying ## midway between each hole and its nearest outer boundary. It preserves ## Euler number. ## ## @item skel ## Performs a skeletonization operation. It calculates a "median axis ## skeleton" so that points of this skeleton are at the same distance of ## its nearby borders. It preserver Euler number. Please read ## compatibility notes for more info. ## ## It uses the same algorithm as skel-pratt but this could change for ## compatibility in the future. ## ## @item skel-lantuejol ## Performs a skeletonization operation as described in Gonzalez & Woods ## "Digital Image Processing" pp 538-540. The text references Lantuejoul ## as authour of this algorithm. ## ## It has the beauty of being a clean and simple approach, but skeletons ## are thicker than they need to and, in addition, not guaranteed to be ## connected. ## ## This algorithm is iterative. It will be applied the minimum value of ## @var{n} times or number of iterations specified in algorithm ## description. It's most useful to run this algorithm with @code{n=Inf}. ## ## @var{bw} can have any number of dimensions. ## ## @item skel-pratt ## Performs a skeletonization operation as described by William K. Pratt ## in "Digital Image Processing". ## ## @item spur ## Performs a remove spur operation. It sets pixel to 0 if it has only ## one eight-connected pixel in its neighbourhood. ## ## @item thicken ## Performs a thickening operation. This operation "thickens" objects ## avoiding their fusion. Its implemented as a thinning of the ## background. That is, thinning on negated image. Finally a diagonal ## fill operation is performed to avoid "eight-connecting" objects. ## ## @item thin ## Performs a thinning operation. When n=Inf, thinning sets pixels to 0 ## such that an object without holes is converted to a stroke ## equidistant from its nearest outer boundaries. If the object has ## holes it creates a ring midway between each hole and its near outer ## boundary. This differ from shrink in that shrink converts objects ## without holes to a single pixels and thin to a stroke. It preserves ## Euler number. ## ## @item tophat ## Performs a top hat operation, a opening operation (which is an ## erosion followed by a dilation) and finally substracts the original ## image (see @code{imtophat}). @var{bw} can have any number of ## dimensions, and @code{strel ("hypercube", ndims (@var{bw}), 3)} ## is used as structuring element. ## @end table ## ## Some useful concepts to understant operators: ## ## Operations are defined on 3-by-3 blocks of data, where the pixel in ## the center of the block. Those pixels are numerated as follows: ## ## @multitable @columnfractions 0.05 0.05 0.05 ## @item X3 @tab X2 @tab X1 ## @item X4 @tab X @tab X0 ## @item X5 @tab X6 @tab X7 ## @end multitable ## ## @strong{Neighbourhood definitions used in operation descriptions:} ## @table @code ## @item 'four-connected' ## It refers to pixels which are connected horizontally or vertically to ## X: X1, X3, X5 and X7. ## @item 'eight-connected' ## It refers to all pixels which are connected to X: X0, X1, X2, X3, X4, ## X5, X6 and X7. ## @end table ## ## @strong{Compatibility notes:} ## @table @code ## @item 'skel' ## Algorithm used here is described in Pratt's book. When applying it to ## the "circles" image in MATLAB documentation, results are not the ## same. Perhaps MATLAB uses Blum's algoritm (for further info please ## read comments in code). ## @item 'skel-pratt' ## This option is not available in MATLAB. ## @item 'skel-lantuejoul' ## This option is not available in MATLAB. ## @item 'thicken' ## This implementation also thickens image borders. This can easily be ## avoided i necessary. MATLAB documentation doesn't state how it behaves. ## @end table ## ## References: ## W. K. Pratt, "Digital Image Processing" ## Gonzalez and Woods, "Digital Image Processing" ## ## @seealso{imdilate, imerode, imtophat, imbothat, makelut, applylut} ## @end deftypefn function bw2 = bwmorph (bw, operation, n = 1) if (nargin < 2 || nargin > 3) print_usage (); elseif (! isimage (bw)) error ("bwmorph: BW must be a binary image"); elseif (! ischar (operation)) error ("bwmorph: OPERATION must be a string"); elseif (! isnumeric (n) || ! isscalar (n)) error ("bwmorph: N must be a scalar number"); endif ## For undocumented Matlab compatibility if (n < 0) n = 1; endif ## Anything is valid, just convert it to logical bw = logical (bw); ## Some operations have no effect after being applied the first time. ## Those will set this to true and later set N to 1 (only exception is ## if N is set to 0 but even then we can't skip since we will display ## the image or return it depending on nargout) loop_once = false; post_morph = []; # post processing command (only if needed) switch (tolower (operation)) case "bothat" loop_once = true; se = strel ("hypercube", ndims (bw), 3); morph = @(x) imbothat (x, se); # case "branchpoints" # ## not implemented case "bridge" loop_once = true; ## see __bridge_lut_fun__ for rules ## lut = makelut ("__bridge_lut_fun__", 3); lut = logical ([0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;1;0;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;1;0;0;0;1;0;0;1;1;0;0;1;1;0;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;0;1;1;1;1;1;1;0;0;0;0;1;1;0;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;1;1;0;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;1;1;1;1;1;1;1;0;0;0;0;1;1;0;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;1;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;1;1;1;1;1;1;1;0;0;0;0;1;1;0;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;1;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;1;0;0;0;1;0;0;1;1;0;0;1;1;0;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;1;1;0;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;1;1;1;1;1;1;1;0;0;0;0;1;1;0;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;1;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;1;1;1;1;1;1;1;0;0;0;0;1;1;0;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;1;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1]); morph = @(x) applylut (x, lut); case "clean" ## Remove elements that are surrounded by false elements. So we ## create a hypercube kernel of side length 3 and values 1, and ## center value with the connectivity value. After convolution, ## only true elements with another one surrounding it, will have ## values above the connectivity (remember that the input matrix ## is binary). loop_once = true; kernel = ones (repmat (3, 1, ndims (bw))); connectivity = numel (kernel) -1; kernel(ceil (numel (kernel) /2)) = connectivity; # n-dimensional center morph = @(x) convn (x, kernel, "same") > connectivity; case "close" loop_once = true; se = strel ("hypercube", ndims (bw), 3); morph = @(x) imclose (x, se); case "diag" ## see __diagonal_fill_lut_fun__ for rules ## lut = makelut ("__diagonal_fill_lut_fun__", 3); lut = logical ([0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;1;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;0;1;1;0;0;0;0;0;0;1;1;0;0;1;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;1;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;0;1;1;0;0;0;0;0;0;1;1;0;0;1;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;1;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;1;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;0;1;1;0;0;0;0;0;0;1;1;0;0;1;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;1;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;0;1;1;0;0;0;0;0;0;1;1;0;0;1;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;0;1;1;0;0;0;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;1;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 0;0;1;1;0;0;0;0;0;0;1;1;0;0;1;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1]); morph = @(x) applylut (x, lut); case "dilate" se = strel ("hypercube", ndims (bw), 3); morph = @(x) imdilate (x, se); # case "endpoints" # ## not implemented case "erode" ## Matlab bwmorph acts different than their imerode. I'm unsure ## the cause of the bug but it seems to manifest on the image border ## only. It may be they have implemented this routines in both the ## im* functions, and in bwmorph. The rest of bwmorph that uses ## erosion (open, close, bothat, and tophat a least), suffer the ## same problem. We do not replicate the bug and use imerode. ## In 2013, Mathworks has confirmed this bug and will try to fix it ## for their next releases. So, do NOT fix this for "compatibility". se = strel ("hypercube", ndims (bw), 3); morph = @(x) imerode (x, se); case "fill" ## Fill elements that are surrounded by true elements (with ## connectivity 4 and its equivalent to N dimensions). ## So we create a hypercube kernel with the connected pixels as 1 ## and the center with the connectivity value. After convolution, ## only true elements, or elements surrounded by true elements ## will have a values >= connectivity. loop_once = true; kernel = double (draw_nd_cross (bw)); connectivity = nnz (kernel) -1; kernel(ceil (numel (kernel) /2)) = connectivity; morph = @(x) convn (x, kernel, "same") >= connectivity; case "hbreak" loop_once = true; ## lut = makelut (inline ("x(2,2)&&!(all(x==[1,1,1;0,1,0;1,1,1])||all(x==[1,0,1;1,1,1;1,0,1]))", "x"), 3); ## which is the same as lut = repmat ([false(16, 1); true(16, 1)], 16, 1); # identity lut([382 472]) = false; # the 2 exceptions morph = @(x) applylut (x, lut); case "majority" ## If the majority of the elements surrounding an element is true, ## it changes to true. We do this using convolution, with an ## hypercube kernel, any value of the convolution above the half ## number of elements becomes tru kernel = ones (repmat (3, 1, ndims (bw))); majority = numel (kernel) /2; morph = @(x) convn (x, kernel, "same") >= majority; case "open" loop_once = true; se = strel ("hypercube", ndims (bw), 3); morph = @(x) imopen (x, se); case "remove" ## Remove elements that are surrounded by true elements by 4 connectivity. ## We create a 4 connectivity kernel with -1 values, and a center with ## the number of -1 values. Only true elements can have positives values, ## with a maximum of 4 (or whatever is the connectivity value for that ## number of dimensions) from the kernel center, and -1 per each of the ## connectivity. If all are true, its value will go down to 0. loop_once = true; kernel = - double (draw_nd_cross (bw)); kernel(ceil (numel (kernel) /2)) = nnz (kernel) -1; morph = @(x) convn (x, kernel, "same") > 0; case "shrink" ## lut1 = makelut ("__conditional_mark_patterns_lut_fun__", 3, "S"); lut1 = logical ([0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;1;1;1;0;1;1;1;1;0;1;0;0;1;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;1;1;0;1;1;0;0;0;0;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;1;1;0;1;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;1;1;0;1;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;1;1;1;0;1;1;0;0;0;0;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;1;0;1;1;0;0;0;0;0;0;0;0; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;1;1;0;1;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;1;0;1;1;1;1;0;0;1;1;0;0]); ## lut2 = makelut (inline ("!m(2,2)||__unconditional_mark_patterns_lut_fun__(m,'S')", "m"), 3); lut2 = logical ([1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;1;0;1;0;0;0;1;0;0;0;0;0;1;0; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;1;1;0;0;1;0; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;0;0;0;1;1;1;0;0;0;0;1;1;0;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;0;1;0;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;0;0;0;1;0;1;0;0;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;1;1;0;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;0;0;1;1;0;1;0;0;1;0;1;1;0;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;0;1;0;1;1;1;0;1;0;1;0;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;1;0;1;0;1;0;1;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;0;0;1;0;1;0;0;1;0;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;1;0;0;0;1;0;1;0;0;1;0;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1]); morph = @(x) x & applylut (applylut (x, lut1), lut2); case {"skel", "skel-pratt"} ## WARNING: Result doesn't look as MATLAB's sample. It has been ## WARNING: coded following Pratt's guidelines for what he calls ## WARNING: is a "reasonably close approximation". I couldn't find ## WARNING: any bug. ## WARNING: Perhaps MATLAB uses Blum's algorithm (which Pratt ## WARNING: refers to) in: H. Blum, "A Transformation for ## WARNING: Extracting New Descriptors of Shape", Symposium Models ## WARNING: for Perception of Speech and Visual Form, W. ## WARNING: Whaten-Dunn, Ed. MIT Press, Cambridge, MA, 1967. ## lut1 = makelut ("__conditional_mark_patterns_lut_fun__", 3, "K"); lut1 = logical ([0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;1;0;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;1;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;1;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;1;1;0;0;0;0;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;1;1;0;0;0;0;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;1;1;0;1;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;1;0;1;1;1;1;0;1;1;1;1;0]); ## lut2 = makelut (inline ("!m(2,2)||__unconditional_mark_patterns_lut_fun__(m,'K')", "m") ,3); lut2 = logical([1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;0;1;0;0;0;1;0;1;1;0;0;0;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;1;0;0;0;1;1;0;0;1;1;0;0;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;0;0;1;0;1;0;0;0;1;0;1;0;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;0;1;1;1;0;1;1;1;0;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;0;0;1;0;1;1;0;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;0;0;0;1;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;0;0;1;0;1;0;0;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;0;0;0;1;1;1;0;0;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;0;0;0;1;0;1;0;0;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1]); morph = @(x) x & applylut (applylut (x, lut1), lut2); post_morph = @(x) bwmorph (x, "bridge"); case "skel-lantuejoul" ## This transform does not fit well in the same loop as the others, ## since each iteration requires values from the previous one. Because ## of this, we will set n to 0 in the end. However, we must take care ## to not touch the input image if n already is zero. if (n > 0) se = strel ("hypercube", ndims (bw), 3); bw_tmp = false (size (bw)); # skeleton result i = 1; while (i <= n) if (! any (bw(:))) ## If erosion from the previous result is 0-matrix then we are ## over because the top-hat transform below will also be a 0-matrix ## and we will be |= to a 0-matrix. break endif ebw = imerode (bw, se); ## the right hand side of |= is the top-hat transform. However, ## we are not using imtophat because we will also want the output ## of the erosion for the next iteration. This saves us calling ## imerode twice for the same thing. bw_tmp |= bw & ! imdilate (ebw, se); bw = ebw; i++; endwhile bw = bw_tmp; n = 0; # don't do anything else endif case "spur" ## lut = makelut(inline("xor(x(2,2),(sum((x&[0,1,0;1,0,1;0,1,0])(:))==0)&&(sum((x&[1,0,1;0,0,0;1,0,1])(:))==1)&&x(2,2))","x"),3); ## which is the same as lut = repmat ([false(16, 1); true(16,1)], 16, 1); # identity lut([18, 21, 81, 273]) = false; # 4 qualifying patterns morph = @(x) applylut (x, lut); case "thicken" ## This implementation also "thickens" the border. To avoid this, ## a simple solution could be to add a border of 1 to the reversed ## image. bw = bwmorph (! bw, "thin", n); loop_once = true; morph = @(x) bwmorph (x, "diag"); case "thin" ## lut1 = makelut ("__conditional_mark_patterns_lut_fun__", 3, "T"); lut1 = logical ([0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;1;1;0;0;1;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;1;0;0;1;1;0;0;0;0;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;1;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;1;0;1;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;1;1;0;1;1;0;0;0;0;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;1;0;1;1;0;0;0;0;0;0;0;0; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;1;1;0;1;0;0;0;1; 0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;1;0;0;0;1;0;1;1;1;1;0;0;1;1;0;0]); ## lut2 = makelut (inline ("!m(2,2)||__unconditional_mark_patterns_lut_fun__(m,'T')", "m"), 3); lut2 = logical ([1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;1;1;1;0;1;0;1;1;0;0;0;0;1;0; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;0;1;1;0;0;0;0;0;1;1;0;0;1;0; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;0;0;0;1;1;1;1;0;0;0;1;1;0;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;0;1;0;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;0;0;0;1;0;1;0;0;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;1;1;0;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;0;1;1;0;1;0;0;1;0;1;1;0;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;0;1;0;1;1;1;0;1;0;1;0;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;1;0;1;0;1;0;1;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;1;0;1;0;0;1;0;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;0;0;1;0;1;0;0;1;0;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1;0;1;1;1;1;1;1;1; 1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1]); morph = @(x) x & applylut (applylut (x, lut1), lut2); case "tophat" ## top hat filtering has no effect after being performed once ## (inherits this behaviour from closing and opening) loop_once = true; se = strel ("hypercube", ndims (bw), 3); morph = @(x) imtophat (x, se); otherwise error ("bwmorph: unknown OPERATION '%s' requested", operation); endswitch if (loop_once && n > 1) n = 1; endif bw2_tmp = bw; ## make sure bw2_tmp will exist later, even if n == 0 i = 1; while (i <= n) ## a for loop wouldn't work because n can be Inf bw2_tmp = morph (bw); if (isequal (bw, bw2_tmp)) ## if it doesn't change we don't need to process it further break endif bw = bw2_tmp; i++; endwhile ## process post processing commands if needed if (! isempty (post_morph) && n > 0) bw2_tmp = post_morph (bw2_tmp); endif if (nargout > 0) bw2 = bw2_tmp; else imshow (bw2_tmp); endif endfunction function nd_cross = draw_nd_cross (bw) ## FIXME there must be an easier way to do this. Also, this should ## probably be a shape in @strel origin = false (repmat (3, 1, ndims (bw))); center = ceil (numel (origin) /2); origin(center) = true; nd_cross = origin; for dim = 1:ndims (bw) se_size = ones (1, ndims (bw)); se_size(dim) = 3; nd_cross |= imdilate (origin, true (se_size)); endfor endfunction %!demo %! bwmorph (true (11), "shrink", Inf) %! # Should return 0 matrix with 1 pixel set to 1 at (6,6) ## Test skel-lantuejoul using Gozalez&Woods example (fig 8.39) %!shared slBW, rslBW %! slBW = logical ([ 0 0 0 0 0 0 0 %! 0 1 0 0 0 0 0 %! 0 0 1 1 0 0 0 %! 0 0 1 1 0 0 0 %! 0 0 1 1 1 0 0 %! 0 0 1 1 1 0 0 %! 0 1 1 1 1 1 0 %! 0 1 1 1 1 1 0 %! 0 1 1 1 1 1 0 %! 0 1 1 1 1 1 0 %! 0 1 1 1 1 1 0 %! 0 0 0 0 0 0 0]); %! %! rslBW = logical ([ 0 0 0 0 0 0 0 %! 0 1 0 0 0 0 0 %! 0 0 1 1 0 0 0 %! 0 0 1 1 0 0 0 %! 0 0 0 0 0 0 0 %! 0 0 0 1 0 0 0 %! 0 0 0 1 0 0 0 %! 0 0 0 0 0 0 0 %! 0 0 0 1 0 0 0 %! 0 0 0 0 0 0 0 %! 0 0 0 0 0 0 0 %! 0 0 0 0 0 0 0]); %!assert (bwmorph (slBW, "skel-lantuejoul", 1), [rslBW(1:5,:); false(7, 7)]); %!assert (bwmorph (slBW, "skel-lantuejoul", 2), [rslBW(1:8,:); false(4, 7)]); %!assert (bwmorph (slBW, "skel-lantuejoul", 3), rslBW); %!assert (bwmorph (slBW, "skel-lantuejoul", Inf), rslBW); ## Test for bug #39293 %!test %! bw = [ %! 0 1 1 1 1 1 %! 0 1 1 1 1 1 %! 0 1 1 1 1 1 %! 1 1 1 1 1 1 %! 1 1 1 1 1 1 %! 1 1 1 1 1 1 %! 1 1 1 1 1 0 %! 1 1 1 1 1 0 %! 1 1 1 1 1 0]; %! %! final = logical ([ %! 0 1 0 0 0 1 %! 0 0 1 0 1 0 %! 0 0 0 1 0 0 %! 0 0 0 1 0 0 %! 0 0 1 1 0 0 %! 0 0 1 0 0 0 %! 0 0 1 0 0 0 %! 0 1 0 1 0 0 %! 1 0 0 0 1 0]); %! assert (bwmorph (bw, "skel", Inf), final) %! assert (bwmorph (bw, "skel", 3), final) %!error bwmorph ("not a matrix", "dilate") ## this makes sense to be an error but for Matlab compatibility, it is not %!assert (bwmorph (magic (10), "dilate"), imdilate (logical (magic (10)), ones (3))); %!shared in, out, se %! in = logical ([1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 %! 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 %! 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 %! 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 %! 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 %! 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 %! 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 %! 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 %! 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 %! 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 %! 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 %! 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 %! 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 %! 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 %! 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 %! 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 %! 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 %! 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 %! 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 %! 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1]); %! se = strel ("arbitrary", ones (3)); %! %!assert (bwmorph (in, "dilate"), imdilate (in, se)); %!assert (bwmorph (in, "dilate", 3), imdilate (imdilate (imdilate (in, se), se), se)); %!assert (bwmorph (in, "bothat"), imbothat (in, se)); %!assert (bwmorph (in, "tophat"), imtophat (in, se)); %!assert (bwmorph (in, "open"), imopen (in, se)); %!assert (bwmorph (in, "close"), imclose (in, se)); %! %!assert (bwmorph ([1 0 0; 1 0 1; 0 0 1], "bridge"), logical ([1 1 0; 1 1 1; 0 1 1])); %!assert (bwmorph ([0 0 0; 1 0 1; 0 0 1], "clean"), logical ([0 0 0; 0 0 1; 0 0 1])); %!assert (bwmorph ([0 0 0; 0 1 0; 0 0 0], "clean"), false (3)); %!assert (bwmorph ([0 1 0; 1 0 0; 0 0 0], "diag"), logical ([1 1 0; 1 1 0; 0 0 0])); %! %! in = logical ([0 1 0 1 0 %! 1 1 1 0 1 %! 1 0 0 1 0 %! 1 1 1 0 1 %! 1 1 1 1 1]); %! out = logical ([0 1 0 1 0 %! 1 1 1 1 1 %! 1 0 0 1 0 %! 1 1 1 1 1 %! 1 1 1 1 1]); %!assert (bwmorph (in, "fill"), out); %! %!assert (bwmorph ([1 1 1; 0 1 0; 1 1 1], "hbreak"), logical ([1 1 1; 0 0 0; 1 1 1])); %! %! in = logical ([0 1 0 0 0 %! 1 0 0 1 0 %! 1 0 1 0 0 %! 1 1 1 1 1 %! 1 1 1 1 1]); %! %! out = logical ([0 1 0 0 0 %! 1 0 0 1 0 %! 1 0 1 0 0 %! 1 1 0 1 1 %! 1 1 1 1 1]); %!assert (bwmorph (in, "remove"), out); %! %! out = logical ([0 1 0 0 0 %! 1 0 0 1 0 %! 1 0 1 0 0 %! 1 1 0 1 1 %! 1 1 1 1 1]); %!assert (bwmorph (in, "remove", Inf), out); %! %! ## tests for spur are failing (matlab incompatible) %! out = logical ([0 1 0 0 0 %! 1 0 0 0 0 %! 1 0 1 0 0 %! 1 1 1 1 1 %! 1 1 1 1 1]); %!assert (bwmorph (in, "spur"), out); %! %! out = logical ([0 1 0 0 0 %! 1 0 0 0 0 %! 1 0 0 0 0 %! 1 1 1 1 1 %! 1 1 1 1 1]); %!assert (bwmorph (in, "spur", Inf), out);