形態學通常表示生物學的一個分支，研究動植物的形態和結構。圖像中的形態學是數學形態學。簡單來講就是基於形狀的一系列圖像處理操作。
基本運算包括：二值腐蝕和膨脹、二值開閉運算、骨架抽取、極限腐蝕、擊中擊不中變換、形態學梯度、Top-hat變換、顆粒分析、流域變換、灰值腐蝕和膨脹、灰值開閉運算、灰值形態學梯度。
膨脹與腐蝕
功能：
- 消除噪聲；
- 分割出獨立的圖像元素，在圖像中鏈接相鄰的元素；
- 尋找圖像中明顯的極大值和極小值區域；
- 求圖像的梯度；
膨脹
求局部最大值的操作。將與物體接觸的所有背景點合並到該物體中，使邊界向外部擴張的過程。可以用來填補物體中的空洞。
核可以是任何形狀，有一個單獨定義的參考點，錨點。
膨脹就是計算核覆蓋的區域的像素點的極大值，把這個極大值賦值給參考點指定的像素，使圖像的高亮區域逐漸增長。
函數：void dilate
腐蝕
消除邊界點，使邊界向內部收縮的過程。可以用來消除小且無意義的物體。
與膨脹相反，求局部最小值的操作。
函數：void erode
開運算、閉運算、形態學梯度、頂帽、黑帽
形態學的高級形態，都是建立在腐蝕和膨脹這兩個基本操作之上的。
開運算
先腐蝕后膨脹，具有消除亮度較高的細小區域，在纖細點分離物體，對於較大物體，可以在不明顯改變其面積的情況下平滑其邊界等作用。
閉運算
先膨脹后腐蝕，它具有填充白色物體內細小黑色區域、連接臨近物體的作用，也可以在不明顯改變其面積的情況下平滑邊界。
形態學梯度
膨脹圖和腐蝕圖之差，對二值圖像操作能將團塊的邊緣突出出來。
頂帽
原圖像與開運算的結果圖之差，由於開運算放大了裂縫或者局部低亮度的區域，因此原圖中減去開運算后的圖，得到的效果圖突出了比原圖輪廓周圍的區域更明亮的區域。
用來分離比鄰近點亮一些的斑塊。
黑帽
閉運算的結果圖與源圖像之差。
黑帽運算后的效果圖突出了比原圖輪廓周圍的區域更暗的區域。所以黑帽用來分離比鄰近點暗一點的斑塊。
漫水填充
用特定的顏色填充連通區域，通過設置可連通像素的上下限和連通方式，達到不同的填充效果。水漫填充操作的結果總是某個連續的區域。
常用來標記或分離圖像的一部分，以便對其進行進一步的處理或分析，也能用來獲得掩碼區域。
圖像金字塔和圖像尺寸縮放
圖像金字塔
是圖像多尺度表達的一種，最主要用於圖像分割，以多分辨率來解釋圖像的有效但概念簡單的結構。金字塔底部是待處理圖像的高分辨率表示，頂部是低分辨率的近似。
一般兩種類型的金字塔：
- 高斯金字塔——用來向下采樣（圖像變小）；
- 拉普拉斯金字塔——用來從底層圖像重建上層未采樣圖像（上采樣，圖像變大）；
下采樣：高斯核對圖像進行卷積，然后將所有的偶數行偶數列都去除，得到的結果圖像就是源圖像的1/4。
上采樣：將圖像每個方向擴大到原來的兩倍，新增的行和列用0填充，然后使用核對放大后的圖像進行卷積，得到新增像素的近似值。
尺寸縮放（插值算法）
- 最近鄰
- 線性插值
- 區域插值：利用像素區域關系的重采樣插值
- 雙三次
- lanczos插值
縮小圖像使用雙線性插值，放大用雙立方
閾值化
最簡單的圖像分割方法，從圖像中提取出需要的部分。閾值的取舍依賴於具體的問題。
固定閾值threshold
對灰度圖進行閾值操作得到二值圖像，去噪聲、過濾掉很小的或很大像素值的像素點。
自適應閾值adaptiveThreshold