OpenCv

目录

一：阈值

阈值类型：

ＡＰＩ

 代码

效果：​

 二：自定义线性滤波

1.定义

2.常见算子

Robert算子

 Sobel算子

拉普拉斯算子

3.自定义卷积模糊 

代码

效果：​

 三：处理边缘

API:

 四：Sobel算子

水平梯度

垂直梯度

 Scharr函数

API：

代码：

效果

五：Ｌａｐｌａｎｃｅ算子

 过程

ＡＰＩ

代码

效果：

---

一：阈值

阈值：把图像分割的标尺

阈值类型：

 

 

 

ＡＰＩ

 

 代码

#include
#include
#include
using namespace cv;
Mat src, dst, dst1;
int threshold_value = 127;
int threshold_max = 255;
int type = 2;
int type_max =4;
char result[] = "threshold image";
//或者定义一个指针形式：const char* result="threshold image";
void threshold_Demo(int, void*);
int main(int argc, int argv)
{
	src = imread("D:/opencvtu/1.jpg");
	if (!src.data)
	{
		printf("could not load image...\n");
		return -1;
	}
	else
	{
		printf("ok....");
	}
	namedWindow("input", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	imshow("input", src);
	namedWindow(result, CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	createTrackbar("threshold value:", result, &threshold_value, threshold_max, threshold_Demo);
	createTrackbar("threshold type:",  result, &type, type_max, threshold_Demo);
	threshold_Demo(0, 0);
	waitKey(0);
	return 0;
}
//阈值化实现函数
void threshold_Demo(int, void*)
{
	cvtColor(src, dst, CV_BGR2GRAY);
	imshow("GRAY", dst);
	threshold(dst, dst1, threshold_value, threshold_max, type);
	imshow(result, dst1);
}

效果：

 二：自定义线性滤波

1.定义

卷积是图像处理中一个操作，是kernel在图像的每个像素上的操作。

Kernel本质上一个固定大小的矩阵数组，其中心点称为锚点(anchor point)；

把kernel放到像素数组之上，求锚点周围覆盖的像素乘积之和（包括锚点），用来替换锚点覆盖下像素点值称为卷积处理。数学表达如下：

 

2.常见算子

Robert算子

 

 Sobel算子

拉普拉斯算子

3.自定义卷积模糊 

filter2D方法filter2D(

Mat src, //输入图像

Mat dst, // 模糊图像

int depth, // 图像深度32/8

Mat kernel, // 卷积核/模板

Point anchor, // 锚点位置

double delta // 计算出来的像素+delta

)

其中 kernel是可以自定义的卷积核

代码

#include
#include
#include
using namespace cv;
Mat src, dst;
int main(int argc, int argv)
{
	src = imread("D:/opencvtu/1.jpg");
	if (!src.data)
	{printf("could not load image...\n");
	return -1;}
	else
	{printf("ok....");}
	namedWindow("input", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	imshow("input", src);
	//namedWindow("output_x", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	//namedWindow("output_y", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	//卷积：kernel在图像的每个像素上的操作
	//kernel是一个固定大小的矩阵数组，中心点=锚点；求锚点周围覆盖的像素乘积之和
	//替换锚点覆盖下的像素点值；
	/*x方向*/
	//Mat kernel = (Mat_(3,3) << -1,0,1,-2,0,2,-1,0,1);//算子
	//filter2D(src, dst, -1, kernel,Point(-1, -1), 0.0);
	//imshow("output_x", dst);
	y
	//Mat kernel2 = (Mat_(2, 2) << 0,1,-1,0);//算子
	//filter2D(src, dst1, -1, kernel2, Point(-1, -1), 0.0);
	//imshow("output_y", dst1);
	int c = 0; 
	int index = 0;
	int ksize = 0;
	while (true)
	{
		c = waitKey(500);
		if ((char)c == 27)		// ESC 
		{	
			break;
		}
		ksize = 5 + (index % 8) * 2;
		Mat kernel = Mat::ones(Size(ksize, ksize), CV_32F) / (float)(ksize * ksize);
		filter2D(src, dst, -1, kernel, Point(-1, -1));
		index++;
		imshow("output", dst);
	}
	return 0;
}

效果：

 三：处理边缘

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。

API:

- 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

#include
#include
#include
using namespace cv;
Mat src, dst;
int main(int argc, int argv)
{
	src = imread("D:/opencvtu/1.jpg");
	if (!src.data)
	{printf("could not load image...\n");
	return -1;}
	else
	{printf("ok....");}
	namedWindow("input", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	imshow("input", src);
	namedWindow("output", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	int top = 0.05*src.rows;
	int bottom =(int) 0.05*src.rows;
	int left =(int) 0.05*src.cols;
	int right = (int)0.05*src.cols;
	RNG rng(12345);
	int bordertype = BORDER_DEFAULT;
	int c = 0;
	while (true){
		c = waitKey(500);
		if ((char)c == 27){
			break;
		}
			if ((char)c == 'r'){
				bordertype = BORDER_REPLICATE;
			}
			else	if ((char)c == 'v'){
				bordertype =BORDER_WRAP;
			}
			else if ((char)c == 'c'){
				bordertype = BORDER_CONSTANT;
			}
			Scalar color = Scalar(rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255));
			copyMakeBorder(src, dst, top, bottom, left, right, bordertype, color);
			imshow("output", dst);
	}
	//GaussianBlur(src, dst, Size(5, 5), 0, 0, BORDER_CONSTANT);
	imshow("output", dst);
	waitKey(0);
	return 0;
}

输入c的效果：随机变换颜色

 

输入r的效果：

 输入v的效果

 四：Sobel算子

 

 边缘是什么 – 是像素值发生跃迁的地方，是图像的显著特征之一，在图像特征提取、对象检测、模式识别等方面都有重要的作用。

又被称为一阶微分算子，求导算子，在水平和垂直两个方向上求导，得到图像X方法与Y方向梯度图像

水平梯度

垂直梯度

 

 最终图像梯度

 Scharr函数

API：

cv::Sobel (

InputArray Src // 输入图像

OutputArray dst// 输出图像，大小与输入图像一致

int depth // 输出图像深度.

Int dx.  // X方向，几阶导数

int dy // Y方向，几阶导数.

int ksize, SOBEL算子kernel大小，必须是1、3、5、7、

double scale  = 1

double delta = 0

int borderType = BORDER_DEFAULT

)

 convertScaleAbs(A, B)// 计算图像A的像素绝对值，输出到图像B

代码：

#include
#include
#include
using namespace cv;
Mat src, dst;
int main(int argc, int argv)
{
	src = imread("D:/opencvtu/2.jpg");
	if (!src.data)
	{printf("could not load image...\n");
	return -1;}
	else
	{printf("ok....");}
	namedWindow("input", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	imshow("input", src);
	//namedWindow("output", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	/*提取边缘，求一阶导数*/
	GaussianBlur(src, dst, Size(3, 3), 0, 0);
	Mat gray_src;
	cvtColor(src, gray_src, CV_BGR2GRAY);
	//imshow("output", gray_src);
	Mat x, y;
	//Scharr(gray_src, x, CV_16S, 1, 0);
	//Scharr(gray_src, y, CV_16S, 0, 1);
	Sobel(gray_src,  x, CV_16S, 1, 0, 3);//x梯度
	Sobel(gray_src, y,CV_16S ,0, 1, 3);
	convertScaleAbs(x, x);
	convertScaleAbs(y, y);
	Mat xy = Mat(x.size(), x.type());
	int width = x.cols;
	int height = y.rows;
	for (int row = 0; row < height; row++) {
		for (int col = 0; col < width; col++) {
			int xg = x.at(row, col);
			int yg = y.at(row, col);
			int xy2 = xg + yg;
			xy.at(row, col) = saturate_cast(xy2);
		}
	}
	//addWeighted(x, 0.5, y, 0.5, 0,xy);
	imshow("xy", xy);
	imshow("x", x);
	imshow("y", y);
	waitKey(0);
	return 0;
}

效果

（１）通过ａｄｄｗｅｉｇｈｔｅｄ达到的效果

 （２）

 通过对比，第二种方法更好；

五：Ｌａｐｌａｎｃｅ算子

计算二阶导数

 

 过程

高斯模糊 – 去噪声GaussianBlur()

转换为灰度图像cvtColor(）

拉普拉斯 – 二阶导数计算Laplacian()

取绝对值convertScaleAbs()

显示结果

ＡＰＩ

Laplacian(

InputArray src,

OutputArray dst,

int depth, //深度CV_16S

int kisze, // 3

double scale = 1,

double delta =0.0,

int borderType = 4

)

代码

#include
#include
#include
using namespace cv;
Mat src, dst, dst1,dst2;
int main(int argc, int argv)
{
	src = imread("D:/opencvtu/1.jpg");
	if (!src.data)
	{printf("could not load image...\n");
	return -1;}
	else
	{printf("ok....");}
	namedWindow("input", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	imshow("input", src);
	/*高斯模糊，转换为灰度图像，拉普拉斯算法，取绝对值，显示*/
	GaussianBlur(src, dst, Size(3, 3), 0, 0);
	cvtColor(dst, dst1, CV_BGR2GRAY);
	Laplacian(dst1, dst2, CV_16S, 3);
convertScaleAbs(dst2, dst2);
	imshow("output", dst2);
	waitKey(0);
	return 0;
}

效果：