Opencv学习笔记：膨胀与腐蚀

简单来讲，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(isolate)独立的图像元素，以及连接(join)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。

通过以下图像，我们简要来讨论一下膨胀与腐蚀操作(译者注：注意这张图像中的字母为黑色，背景为白色，而不是一般意义的背景为黑色，前景为白色）:

 

膨胀¶

• 此操作将图像 与任意形状的内核 ()，通常为正方形或圆形,进行卷积。

• 内核 有一个可定义的 锚点, 通常定义为内核中心点。

• 进行膨胀操作时，将内核 划过图像,将内核 覆盖区域的最大相素值提取，并代替锚点位置的相素。显然，这一最大化操作将会导致图像中的亮区开始”扩展” (因此有了术语膨胀 dilation )。对上图采用膨胀操作我们得到:

  

   

背景(白色)膨胀，而黑色字母缩小了。

腐蚀¶

• 腐蚀在形态学操作家族里是膨胀操作的孪生姐妹。它提取的是内核覆盖下的相素最小值。

• 进行腐蚀操作时，将内核 划过图像,将内核 覆盖区域的最小相素值提取，并代替锚点位置的相素。

• 以与膨胀相同的图像作为样本,我们使用腐蚀操作。从下面的结果图我们看到亮区(背景)变细，而黑色区域(字母)则变大了。

  

   
• Erosion

• /**  @function Erosion  */
  void Erosion( int, void* )
  {
    int erosion_type;
    if( erosion_elem == 0 ){ erosion_type = MORPH_RECT; }
    else if( erosion_elem == 1 ){ erosion_type = MORPH_CROSS; }
    else if( erosion_elem == 2) { erosion_type = MORPH_ELLIPSE; }
  
    Mat element = getStructuringElement( erosion_type,
                                         Size( 2*erosion_size + 1, 2*erosion_size+1 ),
                                         Point( erosion_size, erosion_size ) );
    /// 腐蚀操作
    erode( src, erosion_dst, element );
    imshow( "Erosion Demo", erosion_dst );
  }
  

  
  

• 进行 腐蚀 操作的函数是 erode 。 它接受了三个参数:

  • src: 原图像

  • erosion_dst: 输出图像

  • element: 腐蚀操作的内核。 如果不指定，默认为一个简单的 矩阵。否则，我们就要明确指定它的形状，可以使用函数 getStructuringElement:

    Mat element = getStructuringElement( erosion_type,
                                         Size( 2*erosion_size + 1, 2*erosion_size+1 ),
                                         Point( erosion_size, erosion_size ) );
    

  我们可以为我们的内核选择三种形状之一:

  • 矩形:     MORPH_RECT
  • 交叉形:   MORPH_CROSS
  • 椭圆形:   MORPH_ELLIPSE

  然后，我们还需要指定内核大小，以及 锚点 位置。不指定锚点位置，则默认锚点在内核中心位置。

• 就这些了，我们现在可以对图像进行腐蚀操作了。

•  

Dilation:

void Dilation( int, void* )
{
  int dilation_type;
  if( dilation_elem == 0 ){ dilation_type = MORPH_RECT; }
  else if( dilation_elem == 1 ){ dilation_type = MORPH_CROSS; }
  else if( dilation_elem == 2) { dilation_type = MORPH_ELLIPSE; }

  Mat element = getStructuringElement( dilation_type,
                                       Size( 2*dilation_size + 1, 2*dilation_size+1 ),
                                       Point( dilation_size, dilation_size ) );
  /// 膨胀操作
  dilate( src, dilation_dst, element );
  imshow( "Dilation Demo", dilation_dst );
}