OpenCV.腐蚀与膨胀

腐蚀与膨胀

腐蚀与膨胀是图形的形态学操作，常见用于二值化或灰度图像，对与图像的噪声消除、特征处理有很好的作用。所谓膨胀即输入图像与结构元素进行卷积计算，取局部极大值来替代中心值；而腐蚀则为取局部极小值替换中心值。腐蚀与膨胀这两个函数定义如下：

dilate(src, dst, kernal); //膨胀

erode(src, dst, kernal); //腐蚀

膨胀各参数解释：

• src
  表示此操作的源(输入图像)的Mat对象。

• dst
  表示此操作的目标(输出图像)的Mat对象。

• kernal
  表示kerna对象，可以为任意形状。

腐蚀各参数解释

• src
  表示此操作的源(输入图像)的Mat对象。

• dst
  表示此操作的目标(输出图像)的Mat对象。

• kernal
  表示kerna对象，可以为任意形状。

其中kernal对象得获取使用如下代码：

Mat kernal = Imgproc.getStructuringElement(Imgproc.MORPH_RECT, new Size(10,10), new Point(-1,-1));

第一个参数为结构元素的形状，有如下可选值：

• MORPH_RECT
  矩形

• MORPH_CROSS
  十字形

• MORPH_ELLIPSE
  椭圆形或圆形

第二个参数为结构元素的大小；第三个参数为锚点位置

Java代码（JavaFX Controller层）

public class Controller{

    @FXML private Text fxText;
    @FXML private ImageView imageView;

    @FXML public void handleButtonEvent(ActionEvent actionEvent) throws IOException {

        Node source = (Node) actionEvent.getSource();
        Window theStage = source.getScene().getWindow();
        FileChooser fileChooser = new FileChooser();
        FileChooser.ExtensionFilter extFilter = new FileChooser.ExtensionFilter("PNG files (*.png)", "*.png");
        fileChooser.getExtensionFilters().add(extFilter);
        fileChooser.getExtensionFilters().add(new FileChooser.ExtensionFilter("JPG Files(*.jpg)", "*.jpg"));
        File file = fileChooser.showOpenDialog(theStage);

        runInSubThread(file.getPath());

    }

    private void runInSubThread(String filePath){
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    WritableImage writableImage = noiseElimination(filePath);

                    Platform.runLater(new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            imageView.setImage(writableImage);
                        }
                    });

                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();
    }

    private WritableImage noiseElimination(String filePath) throws IOException {
        System.loadLibrary(Core.NATIVE_LIBRARY_NAME);

        Mat src = Imgcodecs.imread(filePath);
        Mat dst = new Mat();

        Mat kernal = Imgproc.getStructuringElement(Imgproc.MORPH_RECT, new Size(4,4), new Point(-1,-1));
        
        Imgproc.morphologyEx(src, dst, Imgproc.MORPH_ERODE, kernal);
        Imgproc.morphologyEx(src, dst, Imgproc.MORPH_DILATE, kernal);

        MatOfByte matOfByte = new MatOfByte();
        Imgcodecs.imencode(".jpg", dst, matOfByte);

        byte[] bytes = matOfByte.toArray();
        InputStream in = new ByteArrayInputStream(bytes);
        BufferedImage bufImage = ImageIO.read(in);

        WritableImage writableImage = SwingFXUtils.toFXImage(bufImage, null);

        return writableImage;
    }

}

说明：这里输入源为灰度图。先进行腐蚀操作以滤去较大的噪声与杂质；接着进行膨胀，在腐蚀过后输入源会留下较为明显的特征，但这些特征会变小，膨胀的操作使这些特征进一步放大。

运行图

图 1 - 噪声消除后的图片

图 2 - 被灰度化处理的原图