opencv 笔记11 Imgproc_Morphology2

本文介绍使用OpenCV进行形态学图像处理的方法,包括开运算、闭运算、形态梯度、顶帽及黑帽等操作,并提供了完整的C++代码示例。

#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

using namespace cv;

/// 全局变量
Mat src, dst;

int morph_elem = 0;
int morph_size = 0;
int morph_operator = 0;
int const max_operator = 4;
int const max_elem = 2;
int const max_kernel_size = 21;

char* window_name = "Morphology Transformations Demo";

/** 回调函数申明 */
void Morphology_Operations( int, void* );

/** @函数 main */
int main( int argc, char** argv )
{
  /// 装载图像
  src = imread( argv[1] );

  if( !src.data )
  { return -1; }

 /// 创建显示窗口
 namedWindow( window_name, CV_WINDOW_AUTOSIZE );

 /// 创建选择具体操作的 trackbar
 createTrackbar("Operator:\n 0: Opening - 1: Closing \n 2: Gradient - 3: Top Hat \n 4: Black Hat", window_name, &morph_operator, max_operator, Morphology_Operations );

 /// 创建选择内核形状的 trackbar
 createTrackbar( "Element:\n 0: Rect - 1: Cross - 2: Ellipse", window_name,
                 &morph_elem, max_elem,
                 Morphology_Operations );

 /// 创建选择内核大小的 trackbar
 createTrackbar( "Kernel size:\n 2n +1", window_name,
                 &morph_size, max_kernel_size,
                 Morphology_Operations );

 /// 启动使用默认值
 Morphology_Operations( 0, 0 );

 waitKey(0);
 return 0;
 }

 /**
  * @函数 Morphology_Operations
  */
void Morphology_Operations( int, void* )
{
  // 由于 MORPH_X的取值范围是: 2,3,4,5 和 6
  int operation = morph_operator + 2;

  Mat element = getStructuringElement( morph_elem, Size( 2*morph_size + 1, 2*morph_size+1 ), Point( morph_size, morph_size ) );

  /// 运行指定形态学操作
  morphologyEx( src, dst, operation, element );
  imshow( window_name, dst );
  }

void morphologyEx(const Mat& srcMat& dst, int op, const Mat& element, Point anchor=Point(-1, -1), int iterations=1, intborderType=BORDER_CONSTANT, const Scalar& borderValue=morphologyDefaultBorderValue())

Parameters:
  • src – Source image
  • dst – Destination image. It will have the same size and the same type as src
  • element – Structuring element
  • op –

    Type of morphological operation, one of the following:

    • MORPH_OPEN opening
    • MORPH_CLOSE closing
    • MORPH_GRADIENT morphological gradient
    • MORPH_TOPHAT “top hat”
    • MORPH_BLACKHAT “black hat”
  • iterations – Number of times erosion and dilation are applied
  • borderType – The pixel extrapolation method; see borderInterpolate()
  • borderValue – The border value in case of a constant border. The default value has a special meaning, seecreateMorphoogyFilter()

开运算 (Opening)

  • 开运算是通过先对图像腐蚀再膨胀实现的。

    dst = open( src, element) = dilate( erode( src, element ) )

  • 能够排除小团块物体(假设物体较背景明亮)

  • 请看下面,左图是原图像,右图是采用开运算转换之后的结果图。 观察发现字母拐弯处的白色空间消失。

    Opening

闭运算(Closing)

  • 闭运算是通过先对图像膨胀再腐蚀实现的。

    dst = close( src, element ) = erode( dilate( src, element ) )

  • 能够排除小型黑洞(黑色区域)。

    Closing example

形态梯度(Morphological Gradient)

  • 膨胀图与腐蚀图之差

    dst = morph_{grad}( src, element ) = dilate( src, element ) - erode( src, element )

  • 能够保留物体的边缘轮廓,如下所示:

    Gradient

顶帽(Top Hat)

  • 原图像与开运算结果图之差

    dst = tophat( src, element ) = src - open( src, element )

    Top Hat

黑帽(Black Hat)

  • 闭运算结果图与原图像之差

    dst = blackhat( src, element ) = close( src, element ) - src

    Black Hat






<think> 我们正在讨论的是OpenCV库的模块。OpenCV是一个开源的计算机视觉库,由多个模块组成,每个模块负责不同的功能。用户询问的四个模块(opencv_core, opencv_video, opencv_features2d, opencv_imgproc)都是OpenCV官方发布的模块,因此它们都包含在OpenCV的源代码中。 具体解释如下: - **opencv_core**:包含OpenCV的基本数据结构(如Mat)和基础函数,是其他模块的基础。 - **opencv_video**:包含视频分析相关算法,如光流、背景减除等。 - **opencv_features2d**:包含特征检测和描述子相关算法,如SIFT、SURF、ORB等。 - **opencv_imgproc**:包含图像处理相关函数,如滤波、几何变换、色彩空间转换等。 这些模块在OpenCV的源代码中都有对应的目录,例如: - core模块:`opencv/modules/core` - video模块:`opencv/modules/video` - features2d模块:`opencv/modules/features2d` - imgproc模块:`opencv/modules/imgproc` 因此,答案是肯定的:它们都包含在OpenCV的源代码中。 另外需要注意的是: - 当我们使用CMake编译OpenCV时,可以选择编译哪些模块(默认编译所有模块)。 - 在链接时,我们需要根据实际使用的功能链接相应的模块。 如果用户下载了OpenCV的源代码,可以在相应目录下找到这些模块的代码。 §§相关问题§§ 1. 除了上述提到的四个模块,OpenCV还有哪些常用的核心模块? 2. 在编译OpenCV时如何选择只编译特定的模块(例如只编译opencv_core和opencv_imgproc)? 3. 为什么在链接OpenCV库时需要指定具体的模块而不是直接链接整个OpenCV? 4. 如果只使用OpenCV的图像读取和显示功能,需要链接哪些模块? 5. OpenCV的contrib模块是什么?它与官方核心模块有何区别? </think> 是的,`opencv_core`、`opencv_video`、`opencv_features2d` 和 `opencv_imgproc` **都是 OpenCV 官方源代码中的核心模块**,它们共同构成 OpenCV 的基础功能框架。以下是详细说明: ### 模块归属关系 | 模块名称 | 源代码位置 | 功能定位 | |----------------------|--------------------------------|--------------------------| | **opencv_core** | `opencv/modules/core` | 基础数据结构与核心功能 | | **opencv_imgproc** | `opencv/modules/imgproc` | 图像处理算法(滤波/变换等)| | **opencv_video** | `opencv/modules/video` | 视频分析(运动追踪/背景建模)| | **opencv_features2d**| `opencv/modules/features2d` | 特征检测与匹配(SIFT/ORB等)| ### 关键验证方式 1. **源码验证** 在 OpenCV GitHub 仓库中可查看具体实现: ```url https://github.com/opencv/opencv/tree/4.x/modules ``` 2. **编译验证** 编译 OpenCV 时可通过 CMake 选项禁用特定模块(默认全部编译): ```cmake BUILD_opencv_core=ON # 始终作为基础模块必须编译 BUILD_opencv_video=ON BUILD_opencv_features2d=ON BUILD_opencv_imgproc=ON ``` 3. **二进制验证** 安装 OpenCV 后可在库文件目录查看: ```bash # Linux/macOS ls /usr/local/lib/libopencv_*.so # Windows dir C:\OpenCV\lib\opencv_*.lib ``` ### 特殊说明 - **非核心模块**:如 `opencv_contrib` 中的文本识别(`text`)或生物视觉(`bioinspired`)等模块属于可选扩展 - **模块依赖**:`opencv_video` 依赖 `opencv_imgproc` 和 `opencv_core`,编译时会自动处理依赖关系 - **最小化编译**:可通过 `BUILD_LIST` 指定仅编译必要模块(如嵌入式设备部署)
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