모폴로지 연산(Morphological Operation)

모폴로지 연산은 이미지 처리에서 모양(형태)를 조작하는 기법이다. 

간단히 말하면 이미지에서 물체의 모양을 깎아내거나, 부풀리는 작업을 하는 거다.

주로 이진 이미지에서 사용된다. 

크게 네 가지 주요 연산이 있다: 침식(Erosion), 팽창(Dilation), 열림(Opening), 닫힘(Closing)

 

침식(Erosion)은 A라는 이미지에 B라는 커널(모양)을 사용해서 물체를 깎아내는 작업이다.

빵을 먹을 때, 겉부분(크러스트)을 조금씩 떼어내는 걸 상상해봐라.

이게 바로 물체가 작아지면서 점점 '깎여' 나가는 침식이다.

침식을 통해 작고 얇은 물체로 만들어진다.

 

팽창(Dilation)은 A라는 이미지에 B라는 커널을 사용해서 물체를 부풀리는 작업이다.

빵을 발효시킬 때, 빵이 부풀어 오르는 모습을 떠올려라.

팽창 연산은 물체를 더 크게 확장시켜서 경계가 넓어지는 거다.

물체가 두껍고 넓어진다.

 

열림(Opening)은 침식 후 팽창을 진행하는 연산이다. 물체를 먼저 깎아내고, 다시 살짝 부풀리는 과정이다.

찐빵을 만들 때, 먼저 반죽을 쪼매고, 그걸 다시 살짝 펴는 느낌이다. 

이렇게 하면 반죽의 울퉁불퉁한 부분이 정리되고, 매끄럽게 만들어진다. 

이처럼 작은 노이즈가 제거되고, 물체의 모양이 부드러워진다.

 

닫힘(Closing)은 팽창 후 침식을 진행하는 연산이다. 물체를 먼저 부풀리고, 다시 살짝 깎아내는 과정이다.

팽창으로 찢어진 부분(구멍)을 늘려서 메운 후, 침식으로 다시 살짝 줄여서 모양을 정리해 주는 거다.

결국 닫힘은 작은 구멍을 없애고 모양을 매끄럽게 만들어주는 역할을 한다.

 

모폴로지 연산이 그냥 물체를 '다듬거나' '키우고 줄이는' 과정이다.