OpenCV学习笔记15（处理边缘）

卷积边缘问题

• 图像卷积的时候边界像素，不能被卷积操作，原因在于边界像素没有完全跟kernel重叠，所以当3x3滤波时候有1个像素的边缘没有被处理，5x5滤波的时候有2个像素的边缘没有被处理。
  

处理边缘

在卷积开始之前增加边缘像素，填充的像素值为0或者RGB黑色，比如3x3在
四周各填充1个像素的边缘，这样就确保图像的边缘被处理，在卷积处理之
后再去掉这些边缘。openCV中默认的处理方法是： BORDER_DEFAULT，此外
常用的还有如下几种：

• BORDER_CONSTANT – 填充边缘用指定像素值
• BORDER_REPLICATE – 填充边缘像素用已知的边缘像素值。
• BORDER_WRAP – 用另外一边的像素来补偿填充

相关API

参考链接：https://blog.csdn.net/qianqing13579/article/details/42323397

void copyMakeBorder( 
		const Mat& src,Mat& dst,
		int top,int bottom, int left, int right,
		int borderType,
		const Scalar& value=Scalar() );

功能：扩充src边缘，将图像变大，便于处理边界，该函数调用了cv::borderInterpolate

参数解释：

• src,dst:原图与目标图像
• top,bottom,left,right分别表示在原图四周扩充边缘的大小（具体情况可以看代码部分，有详解）
• borderType：扩充边缘的类型，OpenCV中给出以下几种方式
  -BORDER_REPLICATE
  -BORDER_REFLECT
  -BORDER_REFLECT_101
  -BORDER_WRAP
  -BORDER_CONSTANT

结果演示

1. 输入原图像
   
2. BORDER_DEFAULT边缘处理（对称法，也就是以最边缘像素为轴，对称）
   
3. BORDER_REPLICATE边缘处理（复制法，也就是复制最边缘像素。）
   
4. BORDER_WRAP边缘处理（使用另一边的像素来填充本边的边缘）
   
5. BORDER_CONSTANT边缘处理（常量法，就是以一个常量像素值(由参数 value给定)填充扩充的边界值，这种方式在仿射变换，透视变换中非常常见）
   
6. 高斯模糊
   
7. 使用imagewatch可以查看各个图像的长宽，其中高斯模糊 后的图像大小与原图像相同（高斯模糊在边缘填充后会进行卷积操作，使得图像大小不变），而边缘处理的各个图像都比原来的图像要大（边缘填充的大小由自定义，可以看代码部分）
   

代码实现

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>

using namespace cv;

//通过按键来控制显示的结果
void borderKey(Mat &src);

int main(int argc, char** argv) {
     
	Mat src;
	src = imread("G:/OpenCV/opencv笔记所用图片/6.jpg");
	if (!src.data) {
     
		printf("could not load image...\n");
		getchar();
		return -1;
	}

	imshow("src", src);

	//高斯模糊，也是对图像进行卷积操作，卷积操作会导致图像变小，因而要对其进行边缘的填充以保证卷积后的图像大小不变
	//一般对图像进行卷积操作的函数如均值模糊，中值模糊等都含有边缘填充类型，一般采用默认的边缘类型BORDER_DEFAULT

	Mat dstGaussianBlur;
	GaussianBlur(src, dstGaussianBlur, Size(5, 5), 0, 0, BORDER_DEFAULT);
	//BORDER_CONSTANT = 0, //!< `iiiiii|abcdefgh|iiiiiii`  with some specified `i`
	//	BORDER_REPLICATE = 1, //!< `aaaaaa|abcdefgh|hhhhhhh`
	//	BORDER_REFLECT = 2, //!< `fedcba|abcdefgh|hgfedcb`
	//	BORDER_WRAP = 3, //!< `cdefgh|abcdefgh|abcdefg`
	//	BORDER_REFLECT_101 = 4, //!< `gfedcb|abcdefgh|gfedcba`
	//	BORDER_TRANSPARENT = 5, //!< `uvwxyz|absdefgh|ijklmno`

	//	BORDER_REFLECT101 = BORDER_REFLECT_101, //!< same as BORDER_REFLECT_101
	//	BORDER_DEFAULT = BORDER_REFLECT_101, //!< same as BORDER_REFLECT_101
	//	BORDER_ISOLATED = 16 //!< do not look outside of ROI
	imshow("高斯模糊", dstGaussianBlur);


	//下方进行边缘扩充，可以清晰度的看出不同边缘类型的区别
	//此处的输入图像宽500，高313	
	int top = (int)(0.05*src.rows);			//上边界要扩充的高度，313*0.05=15
	int bottom = (int)(0.05*src.rows);		//下边界要扩充的高度，313*0.05=15
	int left = (int)(0.05*src.cols);		//左边界要扩充的宽度，500*0.05=25
	int right = (int)(0.05*src.cols);		//右边界要扩充的宽度，500*0.05=25
	//经过copyMakeBorder扩充后的图像会变成550*343的大小
	//此时各种边缘类型可以看的更清楚

	RNG rng(12345);

	Scalar color = Scalar(rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255));	//随机颜色
	Mat dstBORDER_DEFAULT;
	copyMakeBorder(src, dstBORDER_DEFAULT, top, bottom, left, right, BORDER_DEFAULT, color);
	imshow("BORDER_DEFAULT边缘处理", dstBORDER_DEFAULT);
	Mat dstBORDER_REPLICATE;
	copyMakeBorder(src, dstBORDER_REPLICATE, top, bottom, left, right, BORDER_REPLICATE, color);
	imshow("BORDER_REPLICATE边缘处理", dstBORDER_REPLICATE);
	Mat dstBORDER_WRAP;
	copyMakeBorder(src, dstBORDER_WRAP, top, bottom, left, right, BORDER_WRAP, color);
	imshow("BORDER_WRAP边缘处理", dstBORDER_WRAP);
	Mat dstBORDER_CONSTANT;
	copyMakeBorder(src, dstBORDER_CONSTANT, top, bottom, left, right, BORDER_CONSTANT, color);
	imshow("BORDER_CONSTANT边缘处理", dstBORDER_CONSTANT);

	//borderKey(src);		//可以通过键盘输入控制结果输出
	
	waitKey(0);
	return 0;
}

//通过按键来控制显示的结果
void borderKey(Mat &src){
     
	Mat dst;
	//下方进行边缘扩充，可以清晰度的看出不同边缘类型的区别
	//此处的输入图像宽500，高313	
	int top = (int)(0.05*src.rows);			//上边界要扩充的高度，313*0.05=15
	int bottom = (int)(0.05*src.rows);		//下边界要扩充的高度，313*0.05=15
	int left = (int)(0.05*src.cols);		//左边界要扩充的宽度，500*0.05=25
	int right = (int)(0.05*src.cols);		//右边界要扩充的宽度，500*0.05=25
	//经过copyMakeBorder扩充后的图像会变成550*343的大小
	//此时各种边缘类型可以看的更清楚

	RNG rng(12345);
	int borderType = BORDER_DEFAULT;

	int c = 0;
	while (true) {
     
		c = waitKey(500);		//等待键盘输入
		// ESC
		if ((char)c == 27) {
     		//当输入ESC时退出循环
			break;
		}
		if ((char)c == 'r') {
     		//输入字符r时选择此BORDER_REPLICATE方式
			borderType = BORDER_REPLICATE;
		}
		else if ((char)c == 'w') {
     
			borderType = BORDER_WRAP;
		}
		else if ((char)c == 'c') {
     
			borderType = BORDER_CONSTANT;		//此重类型是边框颜色由最后的颜色参数绝定
		}
		Scalar color = Scalar(rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255));	//随机颜色
		copyMakeBorder(src, dst, top, bottom, left, right, borderType, color);
		imshow("边缘处理", dst);
	}
}