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一、形态学操作的理论基础
形态学操作是一种基于图像形态特征的处理方法，广泛应用于图像分析和计算机视觉中。通过形态学操作，我们可以对图像中的结构进行调整，进而实现去噪、边缘检测、形态分析等目的。形态学操作主要基于集合论，其核心是利用“结构元素”对图像进行局部操作。本文将详细探讨形态学中的开操作和闭操作，并展示如何通过这些操作来提取人脸轮廓。
1.1 结构元素
形态学操作中的结构元素（structuring element）是一个定义了操作方式的小型二值图像。结构元素的形状和大小在很大程度上决定了形态学操作的效果。常见的结构元素有矩形、椭圆形和十字形。
- 矩形结构元素：所有元素都是1，常用于常规的图像处理操作。
- 椭圆形结构元素：常用于保持图像中圆形或椭圆形特征。
- 十字形结构元素：适用于保留水平和垂直方向的线性特征。
1.2 开操作和闭操作概述
开操作和闭操作是形态学操作中的两种基本操作，它们分别由腐蚀和膨胀操作组合而成。
- 开操作（Opening）：先腐蚀后膨胀，主要用于去除图像中的小噪声、分离物体以及平滑物体边缘。
- 闭操作（Closing）：先膨胀后腐蚀，主要用于填补物体中的小孔、连接相邻的物体、平滑物体边缘。