形态学操作

OpenCV中提供了几个非常有用的图像形态学操作Api，其工作原理与卷积类似，但是不同的是我们称卷积为结构元素，计算方式也是有算术运算改为简单几何运算与逻辑运算，而且可以将结构元素定义为任意结构。最常见的结构元素有矩形、线性、圆形、狮子交叉性等。OpenCV支持的图像形态学操作主要有以下几种：

膨胀
腐蚀
开操作
比操作
黑帽
顶帽
形态学梯度

形态学操作方法

morphologyEx(Mat src, Mat dst, int op, Mat kernel)

src：输入图像
dst：输出图像
op：模式
kernel：卷积核（和上一篇一样的获取方法）

这里的模式（op）有以下几种：

MORPH_ERODE = 0：腐蚀
MORPH_DILATE = 1：膨胀
MORPH_OPEN = 2：开造作
MORPH_CLOSE = 3：闭操作
MORPH_GRADIENT = 4：基本梯度
MORPH_TOPHAT = 5：顶帽
MORPH_BLACKHAT = 6：黑帽

膨胀与腐蚀

膨胀与腐蚀就是我们前面一篇介绍的 最大值滤波 和 最小值滤波
所以这里就直接略过了

开操作

开操作就是先把图像进行腐蚀,然后在进行膨胀

这样做的一样就是去除小的噪点

下面通过代码演示

Mat m1 = Imgcodecs.imread("C:\\test\\bmp.png" );
HighGui.imshow("原图",m1);

//k是一个3x3 的矩形结构元素
Mat k = Imgproc.getStructuringElement(Imgproc.CV_SHAPE_RECT,new Size(3,3));

Mat s1 = new Mat();
Imgproc.erode(m1,s1,k);//这里先腐蚀
Mat s2 = new Mat();
Imgproc.morphologyEx(m1,s2,Imgproc.MORPH_DILATE,k);//形态学操作-膨胀(m1 膨胀原图)
Mat s3 = new Mat();
Imgproc.dilate(s1,s3,k);//这里膨胀s1 (膨胀腐蚀之后的图)
Mat s4 = new Mat();
Imgproc.morphologyEx(m1,s4,Imgproc.MORPH_OPEN,k);//形态学操作-开操作

HighGui.imshow("腐蚀",s1);
HighGui.imshow("形态学操作-膨胀原图",s2);
HighGui.imshow("腐蚀后膨胀",s3);
HighGui.imshow("形态学操作-原图开操作",s4);

在这里插入图片描述

不过这里还是推荐使用形态学操作里面的函数，因为这样只需要调用一次jni函数，效率高

闭操作

闭操作与开操作相反

闭操作是先膨胀、后腐蚀

闭操作的作用一般是补缺口作用

下面请看实际操作

Mat m1 = Imgcodecs.imread("C:\\test\\bmp.png" );
HighGui.imshow("原图",m1);

Mat k = Imgproc.getStructuringElement(Imgproc.CV_SHAPE_RECT,new Size(3,3));

Mat s1 = new Mat();
Imgproc.dilate(m1,s1,k);//这里先膨胀
Mat s2 = new Mat();
Imgproc.morphologyEx(m1,s2,Imgproc.MORPH_ERODE,k);//形态学操作-腐蚀(m1 腐蚀原图)
Mat s3 = new Mat();
Imgproc.erode(s1,s3,k);//这里腐蚀s1 (先膨胀后腐蚀的图)
Mat s4 = new Mat();
Imgproc.morphologyEx(m1,s4,Imgproc.MORPH_CLOSE,k);//形态学操作-闭操作

HighGui.imshow("膨胀原图",s1);
HighGui.imshow("形态学操作-腐蚀原图",s2);
HighGui.imshow("膨胀后腐蚀",s3);
HighGui.imshow("形态学操作-闭操作",s4);

在这里插入图片描述

顶帽与黑帽

顶帽与黑帽是对原图进行开闭操作后再与原图进行运算得到的结果

下面通过代码展示就明白了

Mat m1 = Imgcodecs.imread("C:\\test\\bmp.png" );
HighGui.imshow("原图",m1);

//k是一个3x3 的矩形结构元素
Mat k = Imgproc.getStructuringElement(Imgproc.CV_SHAPE_RECT,new Size(5,5));

Mat s1 = new Mat();
Imgproc.morphologyEx(m1,s1,Imgproc.MORPH_OPEN,k);//开
Mat s2 = new Mat();
Imgproc.morphologyEx(m1,s2,Imgproc.MORPH_TOPHAT,k);//顶
Mat s3 = new Mat();
Imgproc.morphologyEx(m1,s3,Imgproc.MORPH_CLOSE,k);//闭
Mat s4 = new Mat();
Imgproc.morphologyEx(m1,s4,Imgproc.MORPH_BLACKHAT,k);//黑

HighGui.imshow("开操作",s1);
HighGui.imshow("顶帽",s2);
HighGui.imshow("闭操作",s3);
HighGui.imshow("黑帽",s4);

在这里插入图片描述
由此可看出:

开操作和顶帽 : 开操作有的顶帽没有,顶帽有的开操作没有
闭操作和黑帽 : 闭操作有的黑帽没有,黑帽有的闭操作没有

从这里你能看出来他们的关系吗

梯度

梯度可以看做出膨胀减去腐蚀得到的

下面通过代码演示

Mat m1 = Imgcodecs.imread("C:\\test\\bmp.png" );

HighGui.imshow("原图",m1);

//k是一个3x3 的矩形结构元素
Mat k = Imgproc.getStructuringElement(Imgproc.CV_SHAPE_RECT,new Size(3,3));

Mat s1 = new Mat();
Imgproc.morphologyEx(m1,s1,Imgproc.MORPH_DILATE,k);//膨胀
Mat s2 = new Mat();
Imgproc.morphologyEx(m1,s2,Imgproc.MORPH_ERODE,k);//腐蚀
Mat s3 = new Mat();
Imgproc.morphologyEx(m1,s3,Imgproc.MORPH_GRADIENT,k);//梯度

HighGui.imshow("膨胀",s1);
HighGui.imshow("腐蚀",s2);
HighGui.imshow("梯度",s3);