示例程序025--腐蚀与膨胀

本文内容在《Leaning Opencv》一书的P135。

形态学操作：

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:

o 消除噪声

o 分割(isolate)独立的图像元素，以及连接(join)相邻的元素。

o 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

用到的函数主要有：

erode
dilate
createTrackbar
getStructuringElement

这些函数在代码中均已做详细介绍。

代码：

// 032 腐蚀与膨胀.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//

#include "stdafx.h"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "highgui.h"
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

using namespace cv;

/// 全局变量
Mat src, erosion_dst, dilation_dst;

int erosion_elem = 0;             //腐蚀滚动条中滑块起始位置，也是返回值，代表核的不同形状
int erosion_size = 0;   //腐蚀滚动条中滑块起始位置，也是返回值，代表核的大小
int dilation_elem = 0;               //膨胀滚动条中滑块起始位置，也是返回值，代表核的不同形状
int dilation_size = 0;           //膨胀滚动条中滑块起始位置，也是返回值，代表核的大小
int const max_elem = 2;
int const max_kernel_size = 21;

void Erosion( int, void* );
void Dilation( int, void* );

int main( int argc, char** argv )
{
/// Load 图像
src=imread("Lena.png");

if( !src.data )
{ return -1; }

  /// 创建显示窗口
  namedWindow( "Erosion Demo", CV_WINDOW_AUTOSIZE );
  namedWindow( "Dilation Demo", CV_WINDOW_AUTOSIZE );
  cvMoveWindow( "Dilation Demo", src.cols, 0 );

  /// 创建腐蚀 Trackbar
  //滑块滑动范围为：0-2，返回erosion_elem，代表3中不同形状的核。erosion_elem表示滑块初始位置，非trackbar的初始位置
  createTrackbar( "Element:\n 0: Rect \n 1: Cross \n 2: Ellipse", "Erosion Demo",
                  &erosion_elem, max_elem,
                  Erosion );
  ////滑块滑动范围为：0-21，返回值为erosion_size,表示内核的大小
  createTrackbar( "Kernel size:\n 2n +1", "Erosion Demo",
                  &erosion_size, max_kernel_size,
                  Erosion );

  /// 创建膨胀 Trackbar
  createTrackbar( "Element:\n 0: Rect \n 1: Cross \n 2: Ellipse", "Dilation Demo",
                  &dilation_elem, max_elem,
                  Dilation );

  createTrackbar( "Kernel size:\n 2n +1", "Dilation Demo",
                  &dilation_size, max_kernel_size,
                  Dilation );

  /// Default start
  Erosion( 0, 0 );
  Dilation( 0, 0 );

waitKey(0);
return 0;
}

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; }

  //为形态学操作返回指定大小和形状的结构体，即核。erosion_type为核的类型，Size为大小，Point表示锚点
  Mat element = getStructuringElement( erosion_type,
                                       Size( 2*erosion_size + 1, 2*erosion_size+1 ),
                                       Point( erosion_size, erosion_size ) );

  /// 腐蚀操作src源图，erosion_dst目标图，element核
  erode( src, erosion_dst, element );
  imshow( "Erosion Demo", erosion_dst );
}

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 );
}

运行结果：

示例程序025--腐蚀与膨胀

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