如何使用 MATLAB 计算给定数字图像中的圆数？

在图像处理中，连通分量分析是一种自动计数和检查片段的技术。假设，我们有一个由小圆圈组成的图像。图像中有数百个圆圈。我们需要计算圈数。如果我们手动计算会花费很多时间，但结果可能不正确。另一方面，我们可以使用连通分量分析来轻松准确地计算数字。

一个必要条件是我们有兴趣计算的线段或形状应该彼此断开。由一个共同像素连接的两个圆将计为 1。因此，主要和必要条件是每个形状必须分开。

脚步：

• 读取输入图像。
• 将彩色图像转换为灰度。
• 创建一个圆盘形结构元素。
• 使用结构元素对图像进行腐蚀。
• 应用连通分量分析并标记分量。
• 计算标签。
• 显示结果。

使用的功能：

• imread( ) 内置函数用于读取图像。
• rgb2gray( ) 内置函数用于将 RGB 图像转换为灰度图像。
• strel( ) 内置函数用于定义结构元素。
• imerode() 内置函数用于执行腐蚀。
• bwlabel( ) 内置函数用于应用连通分量分析。
• imtool( ) 内置函数用于显示图像。
• max( ) 内置函数用于在所有值中查找最大值。

例子：

Matlab

% MATLAB code for count the
% number of circles in the image.
% read the colored image.
k=imread("CCA1.png");
 
% Convert into grayscale.
k=rgb2gray(k);
 
% Create the structuring element.
SE=strel('disk',9,0);
 
% Erode the image to disconnect the circles.
k1=imerode(k,SE);
 
% Display the image.
imtool(k1);
 
% Apply connected component analysis.
b=bwlabel(k1,8);
 
% Find the unique component labels.
c=unique(b);
 
% Print the last component label.
max(c);
 
% Display the coloured map.
imtool(b,[]);

输出： max=20 因此，输入图像中有 20 个圆。

图 1：原始图像

图 2：侵蚀图像

图 3：带标签的图像颜色立方体

代码说明：

• k=rgb2gray(k);此行将彩色图像转换为灰度。
• SE=strel('磁盘',9,0);这一行定义了结构元素。
• k1=imerode(k,SE);这条线将计算侵蚀图像。
• b=bwlabel(k1,8);此行将应用连通分量分析。
• 最大值（c）；此行将计算图像中的圆圈数。

示例 2：

MATLAB

% MATLAB code for
% Connected Component Analysis
% Read the colored image.
k=imread("7.jpg");
 
% Resize the image for it is large.
k1=imresize(k,0.3);
 
% Convert to grayscale.
k1=rgb2gray(k1);
 
% Display the image.
imtool(k1,[]);
 
% Convert it into binary image.
k2=im2bw(k1,graythresh(k1));
 
% Display the binary image.
imtool(k2,[]);
 
% Reverse the binary image.
k3=1-k2;
 
% Display the reversed binary image.
imtool(k3,[]);
 
% apply connected component analysis.
b=bwlabel(k3,8);
 
% find the unique labels.
c = unique(b);
 
% Find the max value.
max(c)
 
% Display the colored map image.
imtool(b,[]);

输出： max = 629，因此，蜂箱中有 629 个孔。

图 4：原始图像

图 5：二进制图像：砖是黑色的

图 6：二进制图像：砖是白色的

代码说明：

• k1=rgb2gray(k1);此行将彩色图像转换为灰度。
• k2=im2bw(k1,graythresh(k1));这条线将灰度转换为二值图像。
• b=bwlabel(k3,8);此行应用连通分量分析。
• c=独特的（b）；此行查找唯一标签。
• 最大值（c）；此行找到最大值。
• imtool(b,[]);此行显示彩色地图图像。