局部阈值法分割、分水岭算法、基于边缘的分割方法

局部阈值法

通过灰度直方图看到图像的照明效果

局部阈值法分割、分水岭算法、基于边缘的分割方法_第1张图片

自适应阈值分割函数:

CV_EXPORTS_W void adaptiveThreshold( InputArray src, OutputArray dst,
                                                                      double maxValue, int adaptiveMethod,
                                                                      int thresholdType, int blockSize, double C );

maxValue:阈值化后的最大值;

adaptiveMethod:计算阈值所采用的算法,有两个数值,分别为ADAPTIVE_THRESH_MEAN_C和ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C;

blockSize:领域块大小;

 

分水岭算法分割

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灰度图的几何解释

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局部最小值点,该点对应一个盆地的最低点,当我们在盆地里滴一滴水的时候,由于重力作用,水最终会汇聚到该点。注意:可能存在一个最小值面,该平面内的都是最小值点。

盆地的其他位置点,该位置滴的水滴会汇聚到局部最小点。

盆地的边缘点,是该盆地和其他盆地交接点,在该点滴一滴水,会等概率的流向任何一个盆地。

局部阈值法分割、分水岭算法、基于边缘的分割方法_第4张图片

假设我们在盆地的最小值点,打一个洞,然后往盆地里面注水,并阻止两个盆地的水汇集,我们会在两个盆地的水汇集的时刻,在交接的边缘线上(即分水岭线),建一个坝,来阻止两个盆地的水汇集成一片水域。这样图像就被分成2个像素集,一个是注水盆地像素集,一个是分水岭线像素集。

分水岭算法的过分割问题

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由于噪声点或者其他干扰因素的存在,使用分水岭算法常常存在过分割的现象,这是因为很多很小的局部极值点的存在。

在初始时给marker,改善过分割问题

局部阈值法分割、分水岭算法、基于边缘的分割方法_第6张图片

为了解决过分割的问题,可以使用基于标记(mark)图像的分水岭算法,就是指定mark图像,在这个区域的洪水淹没过程中,水平面都是定义的marker开始的,这样可以避免一些很小的噪声极值区域的分割。

使用marker改善分割结果

局部阈值法分割、分水岭算法、基于边缘的分割方法_第7张图片

分水岭法图像分割函数:

CV_EXPORTS_W void watershed( InputArray image, InputOutputArray markers );

image:三通道彩色图像;

markers:记号点(种子点),每一个记号需要有不同的编号;

 

基于边缘轮廓的分割

可以在边缘检测的基础上,基于闭合边缘构建分割后的结果

在分割前需要进行边缘检测

OpenCV提供几种基于边缘轮廓的分割方法,包括简单的基于封闭曲线的方法,以及基于活动廓线(active contour的方法)

简单的基于封闭曲线的方法基于Suzeki,S.1985的方法,相对古老,但OpenCV基于此提供了关于图像描述的支持,比较好用

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找到目标轮廓

CV_EXPORTS void findContours( InputArray image, OutputArrayOfArrays contours,
                                                        int mode, int method, Point offset = Point());

image:单通道图像矩阵,可以是灰度图,但更常用的是经过边缘检测算子处理后的二值图像;

contours:定义为“vector>contours”,是一个轮廓列表;

hierarchy:存在嵌套轮廓时,分别为第i个轮廓的后一个轮廓、前一个轮廓、父轮廓、内嵌轮廓的索引编号。

mode:定义轮廓的索引模式,包括CV_RETR_EXTERNAL只检测最外围轮廓,CV_RETR_LIST检测所有轮廓,但不建立等级关系等。

method:包括CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE仅保存轮廓的拐点信息,把所有轮廓拐点处的点保存如contours等;

offset:所有的轮廓信息相对于原始图像对应点的偏移量,缺省不设置。

搜索轮廓组成轮廓树

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轮廓不同组织方式

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画出目标轮廓

CV_EXPORTS_W void drawContours( InputOutputArray image, InputArrayOfArrays contours,
                                                               int contourIdx, const Scalar& color,
                                                               int thickness = 1, int lineType = LINE_8,
                                                               InputArray hierarchy = noArray(),
                                                               int maxLevel = INT_MAX, Point offset = Point() );

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