imreconstruct

モルフォロジー再構成

構文

J = imreconstruct(marker,mask)

J = imreconstruct(marker,mask,conn)

説明

J = imreconstruct(marker,mask) は、イメージ mask の下で、イメージ marker のモルフォロジー再構成を行い、その再構成を J に返します。marker の要素は、mask の対応する要素以下でなければなりません。marker の値が mask の対応する要素よりも大きい場合、imreconstruct はその値を mask のレベルに切り下げてから処理を開始します。

J = imreconstruct(marker,mask,conn) は、指定した連結性 conn を使用してモルフォロジー再構成を行います。

例

Opening-by-Reconstruction の実行による高い強度のオブジェクトの識別

グレースケール イメージを読み取り、それを表示します。

I = imread('snowflakes.png');
imshow(I)

イメージのコントラストを調整してマスク イメージを作成し、結果を表示します。

mask = adapthisteq(I);
imshow(mask)

モルフォロジー収縮を使用して、イメージ内の高い強度のオブジェクトを識別するマーカー イメージを作成し、結果を表示します。

se = strel('disk',5);
marker = imerode(mask,se);
imshow(marker)

マスク内で高い強度のオブジェクトを識別するマーカー イメージを使用して、マスク イメージでモルフォロジー オープニングを実行します。結果を表示します。

obr = imreconstruct(marker,mask);
imshow(obr,[])

再構成を使用したイメージのセグメント化

論理イメージをワークスペースに読み取って表示します。これがマスク イメージになります。

mask = imread('text.png');
figure
imshow(mask)

セグメンテーションで抽出するオブジェクトをイメージ内で識別するマーカー イメージを作成します。この例では、"watershed" という語の "w" を識別します。

marker = false(size(mask));
marker(13,94) = true;

マーカー イメージを使用して、マスク イメージのセグメンテーションを実行します。

im = imreconstruct(marker,mask);
figure
imshow(im)

入力引数

marker — 入力イメージ

数値配列 | logical 配列

入力イメージ。数値配列または logical 配列として指定します。

データ型: single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64 | logical

mask — マスク イメージ

数値配列 | logical 配列

マスク イメージ。サイズとデータ型が marker と同じ数値配列または logical 配列として指定します。

データ型: single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64 | logical

conn — ピクセルの連結性

4 | 8 | 6 | 18 | 26 | 0 と 1 から成る 3 x 3 x ... x 3 の行列

ピクセルの連結性。次の表のいずれかの値を指定します。既定の連結性は 2 次元イメージでは 8、3 次元イメージでは 26 です。

値	意味
2 次元連結性
4	ピクセルのエッジの部分が接触している場合、ピクセルは連結されます。ピクセルの近傍は水平方向または垂直方向に隣接するピクセルです。	現在のピクセルを灰色で示します。
8	ピクセルのエッジまたはコーナーが接触している場合、ピクセルは連結されます。ピクセルの近傍は水平方向、垂直方向または対角方向に隣接するピクセルです。	現在のピクセルを灰色で示します。
3 次元連結性
6	面が接触している場合、ピクセルは連結されます。ピクセルの近傍は次のように隣接するピクセルです。 次のいずれかの方向: 奥、手前、左、右、上および下	現在のピクセルを灰色で示します。
18	面またはエッジが接触している場合、ピクセルは連結されます。ピクセルの近傍は次のように隣接するピクセルです。 次のいずれかの方向: 奥、手前、左、右、上および下 右下または上の奥など、2 つの方向の組み合わせ	現在のピクセルは立方体の中心です。
26	面、エッジまたはコーナーが接触している場合、ピクセルは連結されます。ピクセルの近傍は次のように隣接するピクセルです。 次のいずれかの方向: 奥、手前、左、右、上および下 右下または上の奥など、2 つの方向の組み合わせ 右上の奥または左下の奥など、3 つの方向の組み合わせ	現在のピクセルは立方体の中心です。

高次元の場合、imreconstruct は既定値 conndef(ndims(marker),"maximal") を使用します。

連結性は、0 と 1 から成る 3 × 3 × ... × 3 行列を指定し、任意の次元に対してより一般的に定義することもできます。1 の値を持つ要素は、conn の中心要素に対する近傍の位置を定義します。conn は、その中心要素に関して対称でなければなりません。詳細については、カスタム連結性の定義を参照してください。

データ型: double | logical

出力引数

J — 再構成イメージ

数値配列 | logical 配列

再構成イメージ。入力イメージに応じて、入力イメージと同じサイズの数値配列または logical 配列として返されます。

ヒント

• モルフォロジー再構成は、いくつかの他の Image Processing Toolbox™ の関数 imclearborder、imkeepborder、imextendedmax、imextendedmin、imfill、imhmax、imhmin、および imimposemin に対するアルゴリズムの基になっています。

• パフォーマンスに関する注意事項: この関数は、logical、uint8、uint16、single および double の各データ型に対し、ハードウェアの最適化を利用してより速やかな実行ができます。ハードウェア最適化では、marker と mask が 2 次元イメージで、conn が 4 または 8 である必要があります。

アルゴリズム

imreconstruct は、[1] で説明した高速のハイブリッド グレースケール再構成アルゴリズムを使用します。

参照

[1] Vincent, L., "Morphological Grayscale Reconstruction in Image Analysis: Applications and Efficient Algorithms," IEEE Transactions on Image Processing, Vol. 2, No. 2, April, 1993, pp. 176-201.

拡張機能

C/C++ コード生成

MATLAB® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

使用上の注意および制限:

• imreconstruct では C コードの生成がサポートされています (MATLAB^® Coder™ が必要)。汎用の MATLAB Host Computer ターゲット プラットフォームを選択した場合、プリコンパイルされたプラットフォーム固有の共有ライブラリを使用するコードが、imreconstruct によって生成されます。共有ライブラリを使用するとパフォーマンスの最適化は維持されますが、コードを生成できるターゲット プラットフォームが限定されます。詳細については、Image Processing Toolbox でサポートされているコード生成のタイプを参照してください。

• コードを生成する際、オプションの 3 番目の入力引数 conn はコンパイル時の定数でなければなりません。また、値 4 または 8 のみをとることができます。

• imreconstruct は、コード生成用の uint64 および int64 データ型をサポートしません。

GPU コード生成

GPU Coder™ を使用して NVIDIA® GPU のための CUDA® コードを生成します。

使用上の注意および制限:

• コードを生成する際、オプションの 3 番目の入力引数 conn はコンパイル時の定数でなければなりません。また、値 4 または 8 のみをとることができます。

• imreconstruct は、コード生成用の uint64 および int64 データ型をサポートしません。

スレッドベースの環境

MATLAB® の backgroundPool を使用してバックグラウンドでコードを実行するか、Parallel Computing Toolbox™ の ThreadPool を使用してコードを高速化します。

この関数は、スレッドベースの環境を完全にサポートします。詳細については、スレッドベースの環境での MATLAB 関数の実行を参照してください。

GPU 配列

Parallel Computing Toolbox™ を使用してグラフィックス処理装置 (GPU) 上で実行することにより、コードを高速化します。

使用上の注意および制限:

• 入力イメージは 2 次元数値行列または logical 行列でなければなりません。imreconstruct は、GPU 上では RGB イメージと 3 次元イメージをサポートしません。

• 2 次元連結性 (4 および 8) のみをサポートします。

詳細については、GPU でのイメージ処理を参照してください。

バージョン履歴

R2006a より前に導入

R2022b: スレッドベース環境のサポート

imreconstruct は、スレッドベースの環境をサポートするようになりました。

参考

imclearborder | imkeepborder | imextendedmax | imextendedmin | imfill | imhmax | imhmin | imimposemin

トピック

• モルフォロジー再構成