opencv学习(5)--Morphological transformations goal形态转换目标

  形态转换是基于图像外形的简单操作,通常只作用于二进制图像。它需要两个参数,一个是原图,第二个是结构化元素(structuring element)或者是kernel(这个参数决定了操作的性质)。

           形态操作有Erosion和Dilation,还有其变种形式Opening、Closing、Gradient等也参与其中。

1.Erosion(腐蚀)

      其基本思想就是腐蚀,腐蚀了前景物体的边界(前景物体为白色)。kernel以2D卷积遍历图像。原图像中,只有在kernel中所有像素都为1的,其像素为1;否则将为0(eroded).

     画图理解,其实结果就是前景物体的里临近边界的像素都抛弃了(变为0了)。根据kernel大小的不同,腐蚀的效果还不一样。这个方法还可以运用在移除白色小噪音分离两个相连的物体上。

       使用5x5的kernel:

import cv2
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

img = cv2.imread("j.png",0)
kernel = np.ones((5,5),np.uint8)
erosion = cv2.erode(img,kernel,iterations=1)#interations表示腐蚀次数,次数越多,边缘缺失越严重

plt.subplot(121),plt.imshow(img),plt.title("orignal")
plt.subplot(122),plt.imshow(erosion),plt.title("erosion")
plt.show()

        实现的结果:

2.Dilation膨胀

           原理与腐蚀相反。在kernel里的像素有一个为1整个kernel里的所有像素都设为1。全部为0才为0。最后的结果就是,前景物体的图像长胖了哈哈哈。在噪音移除这个步骤中,可以先通过erosion移除噪音,然后通过dilation来补足缺失的边界。

              

import cv2
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

img = cv2.imread("j.png",0)
kernel = np.ones((3,3),np.uint8)
erosion = cv2.dilate(img,kernel,iterations=1)

plt.subplot(121),plt.imshow(img),plt.title("orignal")
plt.subplot(122),plt.imshow(erosion),plt.title("erosion")
plt.show()

实现后结果:(突然发现一点,我图像原图和显示的结果颜色不一致,原因是opencv是BGR模式存储图像的,而matplotlib是RGB模式存储的)

3.Opening

      其实就是先erosion,在dilation。就是上面提及的,适合用来处理图像噪音的问题。

      用到的方法是cv2.morphologyEx()

      

import cv2
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

img = cv2.imread("j.png",0)
kernel = np.ones((3,3),np.uint8)
opening = cv2.morphologyEx(img,cv2.MORPH_OPEN,kernel)

plt.subplot(121),plt.imshow(img),plt.title("orignal")
plt.subplot(122),plt.imshow(opening),plt.title("opening")
plt.show()

      实现的结果:

4.Closing

     是Opening的相反操作。先dilation(膨胀),在erosion(腐化)。适合用来处理前景物体内的小黑点。

import cv2
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

img = cv2.imread("j.png",0)
kernel = np.ones((3,3),np.uint8)
opening = cv2.morphologyEx(img,cv2.MORPH_CLOSE,kernel)

plt.subplot(121),plt.imshow(img),plt.title("orignal")
plt.subplot(122),plt.imshow(opening),plt.title("opening")
plt.show()

实现结果图:

5.Morphological Gradient 形态倾斜

     此方法实现后是只剩下前景物体的轮廓。(我猜,原理应该是全0为0,全1也为0,kernel里出现0,1的为1)

import cv2
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

img = cv2.imread("j.png",0)
kernel = np.ones((3,3),np.uint8)
gradient = cv2.morphologyEx(img,cv2.MORPH_GRADIENT,kernel)


plt.subplot(121),plt.imshow(img),plt.title("orignal")
plt.subplot(122),plt.imshow(gradient),plt.title("gradient")
plt.show()

实现的结果图:

6.Top Hat 

   

import cv2
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

img = cv2.imread("j.png",0)
kernel = np.ones((9,9),np.uint8)
tophat = cv2.morphologyEx(img,cv2.MORPH_TOPHAT,kernel)


plt.subplot(121),plt.imshow(img),plt.title("orignal")
plt.subplot(122),plt.imshow(tophat),plt.title("top_hat")
plt.show()

实现的结果图:

7.Black Hat

    

import cv2
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

img = cv2.imread("j.png",0)
kernel = np.ones((9,9),np.uint8)
blackhat = cv2.morphologyEx(img,cv2.MORPH_BLACKHAT,kernel)


plt.subplot(121),plt.imshow(img),plt.title("orignal")
plt.subplot(122),plt.imshow(blackhat),plt.title("black_hat")
plt.show()

实现的结果图:

7.Structuring Element

     前面都是我们借助Numpy来生成一个矩形的kernel。如果需要需要一个椭圆形(elliptical)或者是圆形(circular)形状的kernel。可以通过opencv提供的cv2.getStructuringElement(),只需要把所需的kernel的形状和大小传到该方法里。

#Rectangular kernel

import cv2

array = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT,(5,5))
print array

   得出的kernel为:

  

#Elliptical Kernel

import cv2

array = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_ELLIPSE,(5,5))
print array

得出的kernel为:

#Cross-shaped Kernel

import cv2

array = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_CROSS,(5,5))
print array

得出的Kernel为:

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