一、形态学操作
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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。
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最基本的形态学操作有两种：腐蚀与膨胀(Erosion 与 Dilation)。 主要应用有:
- 消除噪声
- 分割(isolate)独立的图像元素，以及连接(join)相邻的元素。
- 寻找图像中的明显的极大值区域或极小值区域。
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教程中主要通过以下图像讨论膨胀与腐蚀操作(注：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）:
二、膨胀
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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。如果对图像取反，再膨胀，字母就会变大（膨胀）。
API：
@param src input image; the number of channels can be arbitrary, but the depth should be one ofCV_8U, CV_16U, CV_16S, CV_32F or CV_64F.@param dst output image of the same size and type as src.@param kernel structuring element used for dilation; if elemenat=Mat(), a 3 x 3 rectangularstructuring element is used. Kernel can be created using #getStructuringElement@param anchor position of the anchor within the element; default value (-1, -1) means that theanchor is at the element center.@param iterations number of times dilation is applied.@param borderType pixel extrapolation method, see #BorderTypes@param borderValue border value in case of a constant border@sa erode, morphologyEx, getStructuringElement */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() );
三、腐蚀
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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。
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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。
API：
@param src input image; the number of channels can be arbitrary, but the depth should be one ofCV_8U, CV_16U, CV_16S, CV_32F or CV_64F.@param dst output image of the same size and type as src.@param kernel structuring element used for erosion; if `element=Mat()`, a `3 x 3` rectangularstructuring element is used. Kernel can be created using #getStructuringElement.@param anchor position of the anchor within the element; default value (-1, -1) means that theanchor is at the element center.@param iterations number of times erosion is applied.@param borderType pixel extrapolation method, see #BorderTypes@param borderValue border value in case of a constant border@sa dilate, morphologyEx, getStructuringElement */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() );
四、ｏｐｅｎｃｖ例程
#include"stdafx.h"#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"#include "highgui.h"#include#include using namespace cv;/// 全局变量Mat src, erosion_dst, dilation_dst;int erosion_elem = 0;int erosion_size = 0;int dilation_elem = 0;int dilation_size = 0;int const max_elem = 2;int const max_kernel_size = 21;/** Function Headers */void Erosion(int, void*);void Dilation(int, void*);/** @function main */int main(int argc, char** argv){ /// Load 图像 src = imread("膨胀腐蚀例图.png"); //载入图片 if (!src.data) //判断图像数据是否存在 { return -1; } /// 创建显示窗口 namedWindow("Erosion Demo", CV_WINDOW_NORMAL); namedWindow("Dilation Demo", CV_WINDOW_NORMAL); cvMoveWindow("Dilation Demo", src.cols, 0);//将显示窗口左上角移动到显示屏上指定的位置 /// 创建腐蚀 Trackbar /*int createTrackbar(const String& trackbarname, const String& winname, int* value, int count, TrackbarCallback onChange = 0, void* userdata = 0);参数1：滑动条的名称。参数2：窗口的名称，就是说这个创建的滑动条所要依附到哪个窗口上。参数3：表示滑块的位置。在创建时，滑块的初始位置的值就是该指针所指向地址（理解为一个变量）当前的值。参数4：表示滑块可以滑到的最大值位置。滑块的最小值始终为0。参数5：TrackbarCallback类型的onChange，它有默认值为0。这是一个指向回调函数的指针，每次滑块位置改变时，这个函数都会进行回调。并且这个函数的原型必须为 void XXXXX(int, void*);参数6：void*类型的userdata，它也有默认值为0。这个参数是用户传给回调函数的数据，用来处理滑动条的调用。如果使用的第3个参数value实参是全局变量的话，完全可以不用去管这个userdata参数。*/ createTrackbar("Element:\n 0: Rect \n 1: Cross \n 2: Ellipse", "Erosion Demo", &erosion_elem, max_elem, Erosion); 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;}/** @function Erosion */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; } Mat element = getStructuringElement(erosion_type, Size(2 * erosion_size + 1, 2 * erosion_size + 1), Point(erosion_size, erosion_size)); /// 腐蚀操作 erode(src, erosion_dst, element); imshow("Erosion Demo", erosion_dst);}/** @function Dilation */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)); /*这个函数的第一个参数表示内核的形状，有三种形状可以选择。 矩形：MORPH_RECT; 交叉形：MORPH_CORSS; 椭圆形：MORPH_ELLIPSE; 第二和第三个参数分别是内核的尺寸以及锚点的位置。一般在调用erode以及dilate函数之前，先定义一个Mat类型的变量来获得getStructuringElement函数的返回值。对于锚点的位置，有默认值Point（-1,-1），表示锚点位于中心点。element形状唯一依赖锚点位置，其他情况下，锚点只是影响了形态学运算结果的偏移。 */ ///膨胀操作 dilate(src, dilation_dst, element); imshow("Dilation Demo", dilation_dst);}
