OpenCV形态学处理使用技巧与应用演示
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关于OpenCV形态学使用基础可以查看公众号免费的OpenCV视频教程,其中有详细介绍,本篇文章主要介绍形态学中一些实用但是容易被忽略的技巧与演示。
形态学中常用的方法有膨胀,腐蚀,开运算,闭运算,形态学梯度,顶帽,黑帽和击中击不中,大多以膨胀和腐蚀为基础操作,需要注意的是膨胀和腐蚀都是对图像中的高亮部分(二值图白色部分)处理起作用,如果是白色背景黑色目标要做取反操作,否则得到的结果是相反的。进入正题,技巧与应用场景介绍:
(1)膨胀的应用。膨胀的结果类似“领域扩张”,白色区域将会扩大,常用于断开区域的连接。如下图,假如想连接3条线
我们可以这么做:
Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(15, 15));
dilate(gray, gray, element);
虽然3段线段连成了1段,但是线的宽度明细也增加了,如果我不想线的宽度明显增加怎么办?答案是修改结构元素的Size值,比如为Size(1,15),这样增大竖直方向的膨胀力度(反之增大水平方向膨胀力度),效果如下:
Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(1, 15));
dilate(gray, gray, element);
(2)腐蚀的应用。腐蚀的结果类似“领域蚕食”,白色区域将会缩小,常用于连接区域的切断。下面的图像,假如只想保留水平线,该怎么操作?
同样在结构元素Size上做文章,设置Size()值为Size(60,1),不与它相似的区域结构将被腐蚀,效果如下:
Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(60, 1));
erode(gray, gray, element);
(3)开运算应用。比如下面的图像,如果想去除字母C区域周围的毛边,就可以用开运算。
代码与效果:
Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(5, 5));
morphologyEx(gray, gray, MORPH_OPEN, element); //开运算
(4)闭运算应用。比如下面的图像,如果想去除字母C区域内部的黑色孔洞,就可以用闭运算。
代码与效果:
Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(9, 9));
morphologyEx(gray, gray, MORPH_CLOSE, element); //闭运算
(5)形态学梯度应用。比如下面的图像,提取边缘或轮廓框架,就可以用形态学梯度。
代码与效果:
Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(3, 3));
morphologyEx(gray, gray, MORPH_GRADIENT, element); //形态学梯度
(6)顶帽应用。比如下面的图像,想提取C区域的边缘毛刺,就可以用顶帽操作。
代码与效果:
Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(7, 7));
morphologyEx(gray, gray, MORPH_TOPHAT, element); //顶帽
(7)黑帽应用。比如下面的图像,想提取C区域的内部黑洞区域,就可以用黑帽操作。
代码与效果:
Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(9, 9));
morphologyEx(gray, gray, MORPH_BLACKHAT, element); //黑帽
(8)自定义结构元素应用。特定的结构元素会特定的结构区域特别起作用。比如圆形结构元素对圆形区域效果特别好,但是OpenCV默认值提供了3中结构,不包含圆形,那么我们可以自己创建圆形结构元素,通过画圆或遍历像素的方法。如下图,我们分别用矩形结构元素和圆形结构元素腐蚀,查看对比效果:
矩形结构元素与效果:
Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(35, 35));
erode(gray, gray, element);
自定义圆形结构元素与效果(更好的保留了圆形结构):
Mat element = Mat::zeros(Size(35, 35), CV_8UC1);
circle(element, Point(17, 17), 18, Scalar::all(1), -1);
erode(gray, gray, element);
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