第6章 圖像處理

6.3 形態學濾波（1）：腐蝕與膨脹

6.3.1 形態學概述

1.數學形態學（Mathematical morphology）：建立在格論和拓撲學基礎上的圖像分析學科，是數學形態學圖像處理的基本理論。
2.基本運算：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、灰值形態學梯度等
3.基本形態學操作：膨脹（dilate）、腐蝕（erode）

6.3.2 膨脹

1.求局部最大值的操作，數學角度：將圖像與核進行卷積，即計算核覆蓋區域的像素點最大值，并把最大值賦值給參考點指定像素，這樣就會使圖像中高亮區域逐漸增長。
2.核：帶有一個參考點（錨點，anchor point），任意形狀大小的區域。
3.膨脹數學表達式：
??????????
??????????
4.封裝函數：dilate函數
5.函數原型：

void dilate(InputArray src,OutputArray dst,InputArray kernel,Point anchor=Point(-1,-1),int iteration=1,int borderType=BORDER_CONSTANT,const Scaler& borderValue=morphologyDefaultBorderValue());

6.參數說明：
（1）輸入圖像
（2）目標圖像
（3）膨脹操作的核，為NULL時表示使用參考點位于中心3*3的核，常使用getStructuringElement返回指定形狀和大小的結構元素
????1）形狀：矩型：MORPH_RECT,交叉型：MORPH_CROSS,橢圓形：MORPH_ELLIPSE
????2）內核尺寸
????3）錨點位置
????4）調用示例：

Int g_nStructElementSize = 3;
Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(2*g_nStructuringElement+1, 2*g_nStructElementSize+1), Point(g_nStructElementSize,g_nStructElementSize ));

（4）錨的位置，默認（-1，-1）表示位于中心
（5）迭代使用dilate()函數的次數，默認1
（6）用于推斷圖像外部像素的某種邊界模式，默認值BORDER_DFALUT
（7）當邊界為常數時的邊界值，默認值morphologyDefalutBorderValue()

6.3.3 腐蝕

1.求局部最小值的操作，將圖像與核進行卷積，即計算核覆蓋區域的像素點最小值，并賦值給參考點指定的像素，這樣就會使圖像中高亮區域逐漸增長。
2.腐蝕的數學表達式：
??????????
??????????

3.封裝函數：erode()函數
4.函數原型：

void erode(InputArray src, OutputArray dst, InputArray kernel, Point anchor=Point(-1,-1), int iterations=1, int borderType=BORDER_CONSTANT, const Scalar& broderValue=morphologyDefalutBorderValue());

5.參數說明：
（1）輸入圖像
（2）目標圖像
（3）腐蝕操作的核，為NULL時表示使用參考點位于中心3*3的核，常使用getStructuringElement返回指定形狀和大小的結構元素
（4）錨的位置，默認（-1，-1）表示位于中心
（5）迭代使用erode()函數的次數，默認1
（6）用于推斷圖像外部像素的某種邊界模式，默認值BORDER_DFALUT
（7）當邊界為常數時的邊界值，默認值morphologyDefalutBorderValue()

6.3.4 綜合示例：腐蝕與膨脹

//滑動條1用于腐蝕與膨脹之間切換
//滑動條2用于調節內核尺寸
#include<opencv2/opencv.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
#include<iostream>
using namespace cv;
using namespace std;//全局變量
Mat g_srcImage, g_dstImage;
int g_nTrackbarNumber = 0;//0表示腐蝕erode，1表示膨脹dilate
int g_nStructElementSize = 3;//結構元素（內核矩陣）的尺寸//全局函數
void Process(); //膨脹和腐蝕的處理函數
void on_TrackbarNumChange(int, void*);//腐蝕和膨脹操作之間切換開關的回調函數
void on_ElementSizeChange(int, void*);//腐蝕和膨脹操作內核改變時的回調函數int main()
{//改變console顏色system("color 5E");//載入原圖g_srcImage = imread("love.jpg");if (!g_srcImage.data){printf("載入源圖像錯誤~！\n");return false;}//顯示原圖namedWindow("【原始圖】");imshow("【原始圖】", g_srcImage);//創建效果圖窗口namedWindow("【效果圖】");//創建軌跡條createTrackbar("腐蝕/膨脹", "【效果圖】", &g_nTrackbarNumber, 1, on_TrackbarNumChange);createTrackbar("內核尺寸", "【效果圖】", &g_nStructElementSize, 21, on_ElementSizeChange);on_TrackbarNumChange(g_nTrackbarNumber, 0);waitKey(0);return 0;
}
//進行自定義的腐蝕和膨脹操作
void Process()
{//獲取自定義核Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(2 * g_nStructElementSize + 1, 2 * g_nStructElementSize + 1), Point(g_nStructElementSize, g_nStructElementSize));//進行腐蝕或膨脹操作if (g_nTrackbarNumber == 0){erode(g_srcImage, g_dstImage, element);}else{dilate(g_srcImage, g_dstImage, element);}//顯示效果圖imshow("【效果圖】", g_dstImage);
}
//腐蝕和膨脹操作之間切換開關的回調函數
void on_TrackbarNumChange(int, void*)
{//腐蝕和膨脹之間效果已經切換，回調函數體內需調用一次Process函數，使改變后的效果立即生效并顯示出來Process();
}
//腐蝕和膨脹操作內核改變時的回調函數
void on_ElementSizeChange(int, void*)
{//內核尺寸已改變，回調函數體內需調用一次Process函數，使改變后的效果立即生效并顯示出來Process();
}

運行效果：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的《OpenCV3编程入门》学习笔记6 图像处理（三）形态学滤波（1）：腐蚀与膨胀的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。