OpenCV4入门032：腐蚀与膨胀

索引地址：系列教程索引地址

OpenCV图片默认背景色为黑色

腐蚀的作用是消除物体边界点,使目标缩小,可以消除小于结构元素的噪声点;

膨胀的作用是将与物体接触的所有背景点合并到物体中,使目标增大,可添补目标中的空洞。

简单来说，腐蚀会放大黑色区域使图片变黑，膨胀会缩小黑色区域使图片变白。

腐蚀

腐蚀函数：

1
2
3
4
5
6
7
8
void cv::erode  (InputArray     src,
       OutputArray     dst,
       InputArray      kernel,
       Point   anchor = Point(-1,-1),
       int     iterations = 1,
       int     borderType = BORDER_CONSTANT,
       const Scalar &      borderValue =morphologyDefaultBorderValue() 
   )
  • InputArray类型的src，输入图像，即源图像，填Mat类的对象即可。图像通道的数量可以是任意的，但图像深度应为CV_8U，CV_16U，CV_16S，CV_32F或 CV_64F其中之一。
  • OutputArray类型的dst，即目标图像，需要和源图片有一样的尺寸和类型。
  • InputArray类型的kernel，膨胀操作的核。若为NULL时，表示的是使用参考点位于中心3x3的核。
  • Point类型的anchor，锚的位置，其有默认值（-1，-1），表示锚位于中心。
  • iterations，迭代使用erode（）函数的次数，默认值为1。
  • borderType，用于推断图像外部像素的某种边界模式。注意它有默认值BORDER_DEFAULT。
  • borderValue，当边界为常数时的边界值，有默认值morphologyDefaultBorderValue，一般我们不用去管他。需要用到它时，可以看官方文档中的createMorphologyFilter函数得到更详细的解释。

腐蚀膨胀操作需要的核获取腐蚀固定，调用函数获取就行了。

使用erode函数，一般我们只需要填前面的三个参数，后面的四个参数都有默认值。

测试代码：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;

int main() {
   //载入原图
   Mat srcImage = imread("1.jpg");
   //显示原图
   imshow("Original", srcImage);
   //进行腐蚀操作
   Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(15, 15));
   Mat dstImage;
   erode(srcImage, dstImage, element);
   //显示效果图
   imshow("Result", dstImage);
   waitKey(0);

   return 0;
}

腐蚀结果：

erode

可以看出图片中黑色像素增加了。

膨胀

1
2
3
4
5
6
7
8
void cv::dilate (InputArray      src,
                   OutputArray     dst,
                   InputArray      kernel,
                   Point   anchor = Point(-1,-1),
                   int     iterations = 1,
                   int     borderType = BORDER_CONSTANT,
                   const Scalar &  borderValue=orphologyDefaultBorderValue() 
);

参数为输入，输出，处理核等等，和腐蚀类似。

测试代码：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;

int main() {
   //载入原图
   Mat image = imread("1.jpg");
   //显示原图
   imshow("Original Image", image);

   //进行膨胀操作
   Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(15, 15));
   Mat out;
   dilate(image, out, element);

   //显示效果图
   imshow("Result", out);
   waitKey(0);//如果没有，界面会立刻退出

   return 0;
}

结果如下：

dilate

结果中白色像素增加，整体变亮。

动态显示

通过滑动栏动态调整参数

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
using namespace std;
using namespace cv;

//描述：全局变量声明
Mat g_srcImage, g_dstImage;//原始图和效果图
int g_nTrackbarNumer = 0;//0表示腐蚀erode, 1表示膨胀dilate
int g_nStructElementSize = 3; //结构元素(内核矩阵)的尺寸

//描述：全局函数声明
void Process();//膨胀和腐蚀的处理函数
void on_TrackbarNumChange(int, void *);//回调函数
void on_ElementSizeChange(int, void *);//回调函数

int main( )
{
   //载入原图
   g_srcImage = imread("../data/images/1.jpg");
  if( !g_srcImage.data ) { printf("读取srcImage错误~！\n"); return false; }

   //显示原始图
   imshow("Original", g_srcImage);

   //进行初次腐蚀操作并显示效果图
   //获取自定义核
   Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(2*g_nStructElementSize+1, 2*g_nStructElementSize+1),Point( g_nStructElementSize, g_nStructElementSize ));
   erode(g_srcImage, g_dstImage, element);
   imshow("Result", g_dstImage);

   //创建轨迹条
   createTrackbar("腐蚀/膨胀", "Result", &g_nTrackbarNumer, 1, on_TrackbarNumChange);
   createTrackbar("内核尺寸", "Result", &g_nStructElementSize, 21, on_ElementSizeChange);

   //输出一些帮助信息
   cout<<endl<<"\t运行成功，请调整滚动条观察图像效果~\n\n"
       <<"\t按下“q”键时，程序退出。\n";

   //轮询获取按键信息，若下q键，程序退出
   while(char(waitKey(1)) != 'q') {}

   return 0;
}

//描述：进行自定义的腐蚀和膨胀操作
void Process()
{
   //获取自定义核
   Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(2*g_nStructElementSize+1, 2*g_nStructElementSize+1),Point( g_nStructElementSize, g_nStructElementSize ));

   //进行腐蚀或膨胀操作
   if(g_nTrackbarNumer == 0) {
       erode(g_srcImage, g_dstImage, element);
   }
   else {
       dilate(g_srcImage, g_dstImage, element);
   }

   //显示效果图
   imshow("Result", g_dstImage);
}

//描述：腐蚀和膨胀之间切换开关的回调函数
void on_TrackbarNumChange(int, void *) 
{
   //腐蚀和膨胀之间效果已经切换，回调函数体内需调用一次Process函数，使改变后的效果立即生效并显示出来
   Process();
}

//描述：腐蚀和膨胀操作内核改变时的回调函数
void on_ElementSizeChange(int, void *)
{
   //内核尺寸已改变，回调函数体内需调用一次Process函数，使改变后的效果立即生效并显示出来
   Process();
}

代码没什么难点，就是函数整合。需要了解前面所说的回调函数。当然了C++不会的话我也没办法。

效果在B站中：腐蚀膨胀动态效果