图像处理 区域标记(种子填充栈法) 数大米

 用种子填充法实现了区域标记，最终用彩色图展示标记结果。进而我们可以做一下图片中的大米计数。

编译环境 OpenCV 4.0.1(v15) + VS2017

源码

  1 #include  
  2 #include 
  3 #include 

区域标记完整代码

注解

1. 核心函数 ：areaLabeling

功能：实现将传入的src(Mat)进行标记，并输出区域个数。（我们数大米也是借助它）

算法

我们在main函数中已经事先对图象进行了灰度->二值化处理，结果是目标像素灰度全变成1，而背景全变成0

1. 遍历Mat src(注意范围左右上下都要空一个像素出来), 建立一个栈用以存储当前目标像素所在区域的所有像素位置，找到第一个灰度为1的像素，将其位置压栈；

2. 栈不为空（本区域还未处理完），while循环，栈顶出栈，赋值标签label（一个int值，每次while循环结束递增，表示本区域结束），然后把栈顶周围的四/八个方向像素值为1的像素位置压栈（是一个区域的）；

3. 所有元素处理完成退出

 1 void areaLabeling(Mat &src, Mat&res)
 2 {
 3     if (src.empty() || src.type() != CV_8UC1)
 4     {
 5         cout << "图象未读取或者是多通道" << endl;
 6         return;
 7     }
 8     res.release();
 9     src.convertTo(res, CV_32SC1);//CV_32SC1，32位单通道
10 
11     int label = 1;//标记值
12     int row = src.rows-1, col = src.cols-1;
13 
14     for (int i = 1; i < row - 1; i++)
15     {
16         int* data = res.ptr<int>(i);//获取一行值
17         for (int j = 1; j < col - 1; j++)
18         {
19             if (data[j] == 1)//目标区域点:未被处理过
20             {
21                 //放置种子
22                 stackint, int>> labelPixel;
23                 labelPixel.push(pair<int, int>(i, j));
24                 ++label;
25                 printf("第 %d 颗种子入栈, 位置 ( %d , %d )\n", label - 1, i, j);
26 
27                 while (!labelPixel.empty())
28                 {
29                     pair<int, int> curPixel = labelPixel.top();
30                     int x = curPixel.first;
31                     int y = curPixel.second;
32                     res.at<int>(x, y) = label;//种子标记
33                     labelPixel.pop();
34 
35                     //领域像素位置入栈
36                     if(res.at<int>(x, y-1) == 1)
37                         labelPixel.push(pair<int, int>(x, y - 1));
38                     if (res.at<int>(x, y+1) == 1)
39                         labelPixel.push(pair<int, int>(x, y + 1));
40                     if (res.at<int>(x-1, y) == 1)
41                         labelPixel.push(pair<int, int>(x - 1, y));
42                     if (res.at<int>(x+1, y) == 1)
43                         labelPixel.push(pair<int, int>(x + 1, y));
44                 }
45             }
46         }
47     }
48     //输出统计数字
49     cout << "总计：" << label-1 << endl;
50 }

2. 灰度结果图转换为彩色图

上面函数处理结果是背景是0， 目标根据区域不同标签label也不同，不能直接显示（看不出效果），所以我们有必要将其转换为三通道彩色图象。

算法

1. 新建map映射，从标记值---颜色scalar

2. 遍历传入的src (其实是上面函数的处理结果res), 如果当前像素值大于1，说明是标记区域，在map中查找（O(logn)）该标记，如果没有那么就给他生成一个随机颜色（通过生成三个随机数r,g,b）,并赋值对应它的三通道图象的三个通道；如果，找到了，说明之前已经对这个标签生成过颜色了，直接赋值即可；

3. 遍历完成退出。

 1 void Bin2BGR(Mat &src, Mat &res)
 2 {
 3     if (!src.data || src.type() != CV_32SC1)
 4     {
 5         cout << "图像错误" << endl;
 6         return ;
 7     }
 8     int row = src.rows;
 9     int col = src.cols;
10     map<int, Scalar> colorMp;
11 
12     res.release();
13     res.create(row, col, CV_8UC3);
14     res = Scalar::all(0);
15     for (int i = 0; i < row; i++)
16     {
17         int* data_bin = src.ptr<int>(i);//提取二值图像一行
18         uchar* data_bgr = res.ptr(i);//提取彩色图象一行
19         for (int j = 0; j < col; j++)
20         {
21             if (data_bin[j] > 1)
22             {
23                 if (colorMp.count(data_bin[j]) <= 0)//还未生成颜色
24                 {
25                     //随机生成颜色
26                     colorMp[data_bin[j]] = formatRandom();
27                 }
28                 //赋值颜色
29                 Scalar c = colorMp[data_bin[j]];
30                 *data_bgr++ = c[0];
31                 *data_bgr++ = c[1];
32                 *data_bgr++ = c[2];
33             }
34             else
35             {
36                 data_bgr++;
37                 data_bgr++;
38                 data_bgr++;
39             }    
40         }
41     }
42 }

3.随机颜色生成

算法：利用为随机函数生成三个随机数对应r,g,b分量，构建Scalar返回。

1 //生成彩色Scalar
2 Scalar formatRandom()
3 {
4     uchar r = rand() % 255;
5     uchar g = rand() % 255;
6     uchar b = rand() % 255;
7     return Scalar(r, g, b);
8 }

4. 主函数注释较为完善，不多说。

效果图

1. 区域标记

2. 数大米

 

3.先滤波再数大米

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参考资料

【1】https://blog.csdn.net/cooelf/article/details/26581539 （该博主还写有序贯标记的区域标记代码，可参考）