图片处理二--使用OpenCV库实现图片膨胀腐蚀

1.什么是形态学操作？

形态学操作就是基于形状的一系列图像处理操作。通过将结构元素作用于输入图像来产生输出图像
最基本的形态学操作有二：腐蚀与膨胀(Erosion 与 Dilation)。 他们的运用广泛:

• 消除噪声
• 分割独立的图像元素，以及连接(相邻的元素。
• 寻找图像中的明显的极大值区域或极小值区域。

腐蚀和膨胀都是针对白色部分（高亮部分）而言的

2.二值化处理

首先，在讲膨胀腐蚀之前，先来看一下如何实现图片二值化。因为不管是膨胀还是腐蚀，图像都必须先二值化处理

介绍一下二值化处理方法Threshold
OpenCV的threshold函数进行全局阈值。其函数原型为：

Threshold(InputArray src, OutputArray dst, double thresh, double
maxval, ThresholdTypes type)

src：输入图像（多通道，8位或32位浮点）。
thresh：表示阈值。
maxval：与THRESH_BINARY和THRESH_BINARY_INV阈值类型一起使用设置的最大值。
type：表示阈值类型。
retval：返回的阈值。若是全局固定阈值算法，则返回thresh参数值。若是全局自适应阈值算法，则返回自适应计算得出的合适阈值。
dst：输出与src相同大小和类型以及相同通道数的图像。

2.1 全局阈值使用THRESH_OTSU大津法

Cv2.Threshold(src, src, 0, 255, ThresholdTypes.Binary | ThresholdTypes.Otsu);//二值化

2.2 全局阈值使用THRESH_TRIANGLE（三角形算法）

Cv2.Threshold(src, src, 0, 255, ThresholdTypes.Binary | cv.THRESH_TRIANGLE);//二值化

2.3 THRESH_BINARY_INV大于阈值的都为0

cv.threshold(gray,127,255,cv.THRESH_BINARY_INV)

3.图片腐蚀

具体操作是：用一个结构元素扫描图像中的每一个像素，用结构元素中的每一个像素与其覆盖的像素做“与”操作，如果都为1，则该像素为1，否则为0。如下图所示，结构A被结构B腐蚀后：

腐蚀的作用是消除物体边界点，使目标缩小，可以消除小于结构元素的噪声点。

Cv2.CvtColor(src, src, ColorConversionCodes.BGR2GRAY, 0);//转灰度图
Cv2.Threshold(src, src, 0, 255, ThresholdTypes.Binary | ThresholdTypes.Otsu);//二值化
//Cv2.Threshold(src, src, 127, 255, ThresholdTypes.BinaryInv);//二值化
//src =src.Threshold(80, 255, ThresholdTypes.Binary);

Mat dst = new Mat();
//：定义结构元素
InputArray kernel = Cv2.GetStructuringElement(MorphShapes.Rect, new OpenCvSharp.Size(size, size), new OpenCvSharp.Point(-1, -1));
//闭操作,也可省落变量前缀名
Cv2.MorphologyEx(src: src, dst: dst, op: MorphTypes.ERODE, element: kernel, anchor: new OpenCvSharp.Point(-1, -1));

return dst

腐蚀效过（黑色区域逐渐扩大腐蚀）

定义结构元素方法：

GetStructuringElement(MorphShapes.Rect, new OpenCvSharp.Size(size, size), new OpenCvSharp.Point(-1, -1))

函数的第一个参数表示内核的形状，有三种形状可以选择。
矩形：MORPH_RECT;
交叉形：MORPH_CROSS;
椭圆形：MORPH_ELLIPSE;
第二和第三个参数分别是内核的尺寸以及锚点的位置。一般在调用erode以及dilate函数之前，先定义一个Mat类型的变量来获得
getStructuringElement函数的返回值: 对于锚点的位置，有默认值Point（-1,-1），表示锚点位于中心点。element形状唯一依赖锚点位置，其他情况下，锚点只是影响了形态学运算结果的偏移

cv2.morphologyEx(src, op, kernel) 进行各类形态学的变化
参数说明:

• src：传入的图片
• op：进行变化的方式
  • op = cv2.MORPH_OPEN 进行开运算，指的是先进行腐蚀操作，再进行膨胀操作
  • op = cv2.MORPH_CLOSE 进行闭运算， 指的是先进行膨胀操作，再进行腐蚀操作
• kernel：表示方框的大小

开运算：表示的是先进行腐蚀，再进行膨胀操作
闭运算：表示先进行膨胀操作，再进行腐蚀操作

4.图片膨胀

用一个结构元素扫描图像中的每一个像素，用结构元素中的每一个像素与其覆盖的像素做“与”操作，如果都为0，则该像素为0，否则为1。如下图所示，结构A被结构B腐蚀后：

膨胀的作用是将与物体接触的所有背景点合并到物体中，使目标增大，可添补目标中的孔洞。

Cv2.CvtColor(src, src, ColorConversionCodes.BGR2GRAY, 0);//转灰度图
Cv2.Threshold(src, src, 0, 255, ThresholdTypes.Binary | ThresholdTypes.Otsu);//二值化
//Cv2.Threshold(src, src, 127, 255, ThresholdTypes.BinaryInv);//二值化
//src = src.Threshold(80, 255, ThresholdTypes.Binary);

var dst = new Mat();
//：定义结构元素
InputArray kernel = Cv2.GetStructuringElement(MorphShapes.Rect, new OpenCvSharp.Size(size, size), new OpenCvSharp.Point(-1, -1));
//闭操作,也可省落变量前缀名
Cv2.MorphologyEx(src: src, dst: dst, op: MorphTypes.DILATE, element: kernel, anchor: new OpenCvSharp.Point(-1, -1));
                
return dst;

膨胀效果图（白色区域逐渐扩张放大）