OpenCV3.0 Examples学习笔记(17)-morphology2.cpp-erode,dilate,morphologyEx函数实现数学形态学变换

这个系列的目的是通过对OpenCV示例,进一步了解OpenCV函数的使用,不涉及具体原理。

目录
简介
Example运行截图
Example分析
Example代码

简介
本文记录了对OpenCV示例 morphology2 .cpp 的分析。
资料地址: http://docs.opencv.org/3.0.0/d8/dc0/morphology2_8cpp-example.html

这个示例主要演示了如何使用OpenCV完成数学形态学变换

示例涉及 erode,dilate, morphologyEx等函数的使用
morphologyEx
morphologyEx函数利用基本的膨胀和腐蚀技术,来执行更加高级形态学变换,如开闭运算,形态学梯度,“顶帽”、“黑帽”等等。

函数原型:
CV_EXPORTS_W void morphologyEx( InputArray src, OutputArray dst,
                                int op, InputArray kernel,
                                Point anchor = Point(-1,-1), int iterations = 1,
                                int borderType = BORDER_CONSTANT,
                                const Scalar& borderValue = morphologyDefaultBorderValue() );

参数说明:
src: 输入图像,即源图像,填Mat类的对象即可。图像位深应该为以下五种之一:CV_8U, C 
        V_16U,CV_16S, CV_32F 或CV_64F;
dst: 目标图像,函数的输出参数,需要和源图片有一样的尺寸和类型;
op: 形态学运算的类型,可以是如下之一的标识符:
        MORPH_OPEN – 开运算(Opening operation);
        MORPH_CLOSE – 闭运算(Closing operation);
        MORPH_GRADIENT -形态学梯度(Morphological gradient);
        MORPH_TOPHAT - “顶帽”(“Top hat”);
        MORPH_BLACKHAT - “黑帽”(“Black hat“);
kernel: InputArray类型的kernel,形态学运算的内核。若为NULL时,表示的是使用参考点
               位于中心3x3的核;
anchor : 锚的位置,其有默认值(-1,-1),表示锚位于中心;
iterations : 迭代使用函数的次数,默认值为1;
borderType : 用于推断图像外部像素的某种边界模式。注意它有默认值BORDER_ CONSTA
                        NT;
borderValue : 当边界为常数时的边界值,有默认值morphologyDefaultBorderValue()。

PS:自定义核流程
Mat element = getStructuringElement(element_shape, Size(3,3), Point(1, 1) );
morphologyEx(src, dst, MORPH_OPEN, element);
   
getStructuringElement
getStructuringElement函数会返回指定形状和尺寸的结构元素(内核矩阵)。

函数原型:
CV_EXPORTS_W Mat getStructuringElement(int shape, Size ksize, Point anchor = Point(-1,-1));

参数说明:
shape: 表示内核的形状
              MORPH_RECT,  矩形;
              MORPH_CROSS, 交叉形;
              MORPH_ELLIPSE, 椭圆形;
ksize: 内核的尺寸;
anchor :锚点的位置。

erode
使用像素邻域内的局部极小运算符来腐蚀。

函数原型:
CV_EXPORTS_W void erode( InputArray src, OutputArray dst, InputArray kernel,
                         Point anchor = Point(-1,-1), int iterations = 1,
                         int borderType = BORDER_CONSTANT,
                         const Scalar& borderValue = morphologyDefaultBorderValue() );

参数说明:
src: 输入图像,即源图像,填Mat类的对象即可。图像通道的数量可以是任意的,但图像深
        度应为CV_8U,CV_16U,CV_16S,CV_32F或 CV_64F其中之一;
dst: 目标图像,需要和源图片有一样的尺寸和类型;
kernel: 操作的核。若为NULL时,表示的是使用参考点位于中心3x3的核, 我们一般使用函
              数 getStructuringElement配合这个参数的使用
anchor :锚的位置,其有默认值(-1,-1),表示锚位于中心;
iterations :迭代使用函数的次数,默认值为1;
borderType : 用于推断图像外部像素的某种边界模式。注意它有默认值BORDER_ CONSTA
                        NT;
borderValue :当边界为常数时的边界值,有默认值morphologyDefaultBorderValue()。

dilate
使用像素邻域内的局部极大运算符来膨胀。

函数原型:
CV_EXPORTS_W void dilate( InputArray src, OutputArray dst, InputArray kernel,
                          Point anchor = Point(-1,-1), int iterations = 1,
                          int borderType = BORDER_CONSTANT,
                          const Scalar& borderValue = morphologyDefaultBorderValue() );

参数说明:
src: 输入图像,即源图像,填Mat类的对象即可。图像通道的数量可以是任意的,但图像深
        度应为CV_8U,CV_16U,CV_16S,CV_32F或 CV_64F其中之一;
dst: 目标图像,需要和源图片有一样的尺寸和类型;
kernel: 操作的核。若为NULL时,表示的是使用参考点位于中心3x3的核, 我们一般使用函
              数 getStructuringElement配合这个参数的使用
anchor :锚的位置,其有默认值(-1,-1),表示锚位于中心;
iterations :迭代使用函数的次数,默认值为1;
borderType : 用于推断图像外部像素的某种边界模式。注意它有默认值BORDER_ CONSTA
                        NT;
borderValue :当边界为常数时的边界值,有默认值morphologyDefaultBorderValue()。

Example运行截图
Erode/Dilate
Open/Close

Example分析
1.声明变量
Mat src, dst;

int element_shape = MORPH_RECT;

//the address of variable which receives trackbar position update
int max_iters = 10;
int open_close_pos = 0;
int erode_dilate_pos = 0;

2.从命令行参数加载图像
 char* filename = argc == 2 ? argv[1] : (char*)"../data/baboon.jpg";
if( (src = imread(filename,1)).empty() )
     return -1;

3.创建预览窗口
namedWindow("Open/Close",1);
namedWindow("Erode/Dilate",1);

4.设置参数
open_close_pos = erode_dilate_pos = max_iters;

5.创建滑动条,用于交互操作设置参数
createTrackbar("iterations", "Open/Close",&open_close_pos,max_iters*2+1,OpenClose);
createTrackbar("iterations", "Erode/Dilate",&erode_dilate_pos,max_iters*2+1,ErodeDilate);

6.使用循环响应按键操作,用于设置核的类型
for(;;)
{
    int c;

    OpenClose(open_close_pos, 0);
    ErodeDilate(erode_dilate_pos, 0);
    c = waitKey(0);

    if( (char)c == 27 )
        break;
    if( (char)c == 'e' )
        element_shape = MORPH_ELLIPSE;
    else if( (char)c == 'r' )
        element_shape = MORPH_RECT;
    else if( (char)c == 'c' )
        element_shape = MORPH_CROSS;
    else if( (char)c == ' ' )
        element_shape = (element_shape + 1) % 3;
}

7.详细分析OpenClose
7.1.创建自定义核
int n = open_close_pos - max_iters;
int an = n > 0 ? n : -n;
Mat element = getStructuringElement(element_shape, Size(an*2+1, an*2+1), Point(an, an) );

7.2.调用 morphologyEx实现开/闭运算
if( n < 0 )
    morphologyEx(src, dst, MORPH_OPEN, element);
else
    morphologyEx(src, dst, MORPH_CLOSE, element);

7.3.显示预览图
imshow("Open/Close",dst);


8.详细分析ErodeDilate
8.1.创建自定义核
int n = erode_dilate_pos - max_iters;
int an = n > 0 ? n : -n;
Mat element = getStructuringElement(element_shape, Size(an*2+1, an*2+1), Point(an, an) );

8.2.调用 erode/dilate,实现腐蚀/膨胀运算
if( n < 0 )
        erode(src, dst, element);
    else
        dilate(src, dst, element);

8.3.显示预览图
imshow("Erode/Dilate",dst);

Example代码
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include "opencv2/imgcodecs.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

using namespace cv;

static void help()
{

printf("\nShow off image morphology: erosion, dialation, open and close\n"
    "Call:\n   morphology2 [image]\n"
    "This program also shows use of rect, ellipse and cross kernels\n\n");
printf( "Hot keys: \n"
    "\tESC - quit the program\n"
    "\tr - use rectangle structuring element\n"
    "\te - use elliptic structuring element\n"
    "\tc - use cross-shaped structuring element\n"
    "\tSPACE - loop through all the options\n" );
}

Mat src, dst;

int element_shape = MORPH_RECT;

//the address of variable which receives trackbar position update
int max_iters = 10;
int open_close_pos = 0;
int erode_dilate_pos = 0;

// callback function for open/close trackbar
static void OpenClose(int, void*)
{
    int n = open_close_pos - max_iters;
    int an = n > 0 ? n : -n;
    Mat element = getStructuringElement(element_shape, Size(an*2+1, an*2+1), Point(an, an) );
    if( n < 0 )
        morphologyEx(src, dst, MORPH_OPEN, element);
    else
        morphologyEx(src, dst, MORPH_CLOSE, element);
    imshow("Open/Close",dst);
}

// callback function for erode/dilate trackbar
static void ErodeDilate(int, void*)
{
    int n = erode_dilate_pos - max_iters;
    int an = n > 0 ? n : -n;
    Mat element = getStructuringElement(element_shape, Size(an*2+1, an*2+1), Point(an, an) );
    if( n < 0 )
        erode(src, dst, element);
    else
        dilate(src, dst, element);
    imshow("Erode/Dilate",dst);
}


int main( int argc, char** argv )
{
    char* filename = argc == 2 ? argv[1] : (char*)"../data/baboon.jpg";
    if( (src = imread(filename,1)).empty() )
        return -1;

    help();

    //create windows for output images
    namedWindow("Open/Close",1);
    namedWindow("Erode/Dilate",1);

    open_close_pos = erode_dilate_pos = max_iters;
    createTrackbar("iterations", "Open/Close",&open_close_pos,max_iters*2+1,OpenClose);
    createTrackbar("iterations", "Erode/Dilate",&erode_dilate_pos,max_iters*2+1,ErodeDilate);

    for(;;)
    {
        int c;

        OpenClose(open_close_pos, 0);
        ErodeDilate(erode_dilate_pos, 0);
        c = waitKey(0);

        if( (char)c == 27 )
            break;
        if( (char)c == 'e' )
            element_shape = MORPH_ELLIPSE;
        else if( (char)c == 'r' )
            element_shape = MORPH_RECT;
        else if( (char)c == 'c' )
            element_shape = MORPH_CROSS;
        else if( (char)c == ' ' )
            element_shape = (element_shape + 1) % 3;
    }

    return 0;
}



参考资料:
1.《 【OpenCV入门教程之十一】 形态学图像处理(二):开运算、闭运算、形态学梯度、顶帽、黑帽合辑

你可能感兴趣的:(opencv,erode,dilate,morphologyEx,数学形态学)