L’elaborazione morfologica delle immagini è una tecnica per modificare i pixel in un’immagine. Nel caso di un’immagine in scala di grigi i pixel sono identificati dai valori binari di 0 e 1 e il processo viene condotto utilizzando sofisticati algoritmi di elaborazione dell’immagine o operazioni matematicamente meno complicate. Questi includono l’erosione e la dilatazione, nonché l’apertura e la chiusura. Lo scopo dell’elaborazione morfologica delle immagini è rimuovere artefatti indesiderati da un’immagine o migliorarne la chiarezza. Viene utilizzato in applicazioni come l’elaborazione delle impronte digitali, la visualizzazione di immagini dai telescopi spaziali e l’analisi di scansioni mediche.
Un oggetto in un’immagine è rappresentato da un insieme specifico di pixel, chiamati pixel oggetto. I pixel di sfondo sono rappresentati separatamente e sono bianchi. L’operazione di erosione converte i pixel associati al contorno dell’oggetto in pixel sullo sfondo, mentre con la dilatazione i pixel di sfondo confinanti vengono modificati in quelli associati all’oggetto. Gli oggetti diventano più piccoli durante il processo di erosione e si ingrandiscono o addirittura si fondono durante la dilatazione.
Le due operazioni possono essere combinate nell’elaborazione dell’immagine morfologica, quindi un’immagine può essere modificata eseguendo l’erosione e quindi la dilatazione, che si traduce in apertura. Filamenti e pixel isolati possono essere rimossi dall’oggetto in questo modo per appianare l’immagine. I pixel di sfondo possono essere filtrati utilizzando l’operazione di chiusura, che può rimuovere buchi e pixel già noti per non essere nel posto giusto. Un’altra tecnica di elaborazione delle immagini morfologiche è chiamata scheletrizzazione, durante la quale i pixel extra possono essere rimossi per formare singole linee. Viene spesso utilizzato per elaborare le impronte digitali.
Le applicazioni di elaborazione delle immagini utilizzano alcune regole per modificare la visualizzazione delle immagini o utilizzano la teoria degli insiemi, un concetto matematico spesso più sofisticato del necessario. Nel cambiare un pixel da oggetto a sfondo, il programma considera solo i pixel associati all’oggetto. Si concentra anche sulle regioni marginali, quindi i pixel di sfondo vicini vengono analizzati prima che i pixel neri possano essere modificati. Se un pixel di un oggetto deve essere modificato, più di un pixel simile deve essere confinante con esso poiché la rimozione dei pixel alla fine di una linea può distorcere l’immagine.
Un programma di elaborazione di immagini morfologiche si basa sull’idea di mantenere gli oggetti interi. Se togliere un pixel rompe un singolo oggetto, il programma non lo rimuoverà. La tecnologia di elaborazione delle immagini è costituita da vari programmi software che possono consentire la riproduzione delle modifiche alle immagini, il riavvolgimento delle modifiche per tornare alle configurazioni preferite e l’analisi su come modifiche specifiche influiscono su parti di un’immagine.