莫尔条纹--处理及分析 C++

老师评语：可以再利用骨架提取做一遍，两种方法比较精度，有需要的小伙伴可以直接参考！

1. 整体思路

通过观察原图像，图像存在噪声点，且黑色条纹边界不清晰，使用滤波、图像增强、二值化等方法对原图像进行预处理，另外为保证测量结果的准确性，使用图像三作为原图像，测量多个距离值并求均值。

 

原图像

中值滤波

图像增强（锐化）

二值化

按位取反

膨胀：矩形结构元素、十字形结构元素，效果相差不大

腐蚀：矩形结构元素、十字形结构元素，十字形效果较好，选择十字形

轮廓检测及绘制

观察图像20个轮廓特征都为不规则曲线，利用霍夫直线检测无法准确检测出直线，由于图像由一个个图像点组成所以使用直线拟合的方法，将每个由像素点组成的轮廓拟合成直线。

获取轮廓像素坐标点

直线拟合

获取拟合直线斜率及解析式

由于直线非平行直线无法直接求出图像之间的距离，求条纹间距时，两个阴影中心的距离=一个轮廓至下下轮廓的距离，使用等价代换的原则，计算直线1和直线3之间的距离。无法直接求解：方法1：两条直线，一条直线保持不变，另一条直线理解为一个个的点，求点到直线直接的距离再求均值

方法二：考虑到直线数量众多，方法一的计算量巨大，且受直线偏移影响严重。20条直线的斜率差别不大，求取20条直线的斜率，去掉最大值和最小值求均值，做出20条直线的类垂直线，求取他们之间的交点，获取交点坐标，利用公式计算交点1和交点3之间的距离，一共18个交点距离，去掉最大值和最小值求出均值，得出最终的距离49.4991个像素点。

2、程序源码

#include <iostream>

#include <opencv2/opencv.hpp>

using namespace std;

using namespace cv;

void drawLine(Mat &img, vector<Vec4i>lines, double rows, double cols, Scalar scalar, int n)

{

Point pt1, pt2;

for (size_t i = 0; i < lines.size();i++)

{

float rho = lines[i][0];

float theta = lines[i][1];

double a = cos(theta);

double b = sin(theta);

double x0 = a*rho, y0 = b*rho;

double length = max(rows, cols);

pt1.x = cvRound(x0 + length*(-b));

pt1.y = cvRound(y0 + length*(a));

pt2.x = cvRound(x0 - length*(-b));

pt2.y = cvRound(y0 - length*(a));

line(img, pt1, pt2, scalar, n);

}

}

int main() {

Mat image, gray, src, dst, gray1;//定义Mat类型的变量

image = imread("莫尔条纹3.png", 0);//读取程序文件夹中的图像，并赋值给变量image，0代表灰度图，1代表彩色图

if (!image.data) {

printf("could not find image");

return -1;

}

namedWindow("image", WINDOW_AUTOSIZE); //定义用户可调节大小的窗口，并命名为image

imshow("image", image);  //在image窗口里展示image图像

int w = image.cols;

int h = image.rows;

cout << "图像宽：" << w << endl;

cout << "图像高：" << h << endl;

//图像去噪(中值滤波)

medianBlur(image, src, 7);

imshow("meidan denoise demo", src);

//图像锐化

Mat kernel = (Mat_<char>(3, 3) << 0, -1, 0, -1, 5, -1, 0, -1, 0);

filter2D(src, dst, src.depth(), kernel);

imshow("锐化", dst);

//二值化

threshold(dst, gray, 120, 255, THRESH_BINARY );

imshow("gray", gray);

//按位取反

bitwise_not(gray, gray1);

imshow("gray1",gray1);

//形态学操作-膨胀

Mat struct1, struct2;

struct1 = getStructuringElement(0, Size(3, 3));  //矩形结构元素

struct2 = getStructuringElement(1, Size(3, 3));  //十字结构元素

Mat dilateGray, dilateGray1;

dilate(gray1, dilateGray, struct1, Point(-1, -1), 1);

dilate(gray1, dilateGray1, struct2, Point(-1, -1), 2);

imshow("dilateGray", dilateGray);

imshow("erodeGray1", dilateGray1);

//形态学操作-腐蚀

Mat erodeGray, erodeGray1;

Mat struct3, struct4;

struct3 = getStructuringElement(0, Size(3, 3));  //矩形结构元素

struct4 = getStructuringElement(1, Size(3, 3));  //十字结构元素

erode(dilateGray, erodeGray, struct3, Point(-1, -1), 3);

erode(dilateGray, erodeGray1, struct4, Point(-1, -1), 3);

imshow("erodeGray", erodeGray);

imshow("erodeGray1", erodeGray1);

Mat edge;

Canny(erodeGray, edge, 80, 180, 3, false);

//imshow("edge",edge);

//轮廓发现与绘制

vector<vector<Point>> contours;

vector<Vec4i> hierarchy;

Vec4f line0, line1, line2, line3, line4, line5, line6, line7, line8,line9,line10,line11,line12,line13,line14,line15, line16, line17, line18,line19;

findContours(edge, contours, hierarchy, RETR_TREE, CHAIN_APPROX_SIMPLE, Point());

//绘制轮廓

for (int t = 0; t < hierarchy.size(); t++)

{

drawContours(edge, contours, t, Scalar(255, 255, 255), 1, 4);

//printf("%d", t);

}

int m0, n0;

for (m0 = 0; m0 < contours.size(); m0++)

{

for (n0 = 0; n0 < contours[m0].size(); n0++)

cout << contours[m0][n0] << "";

cout << "\n";

}

//显示结果

imshow("轮廓绘制结果", edge);

vector<Point2f>point_0;

vector<Point2f>point_1;

vector<Point2f>point_2;

vector<Point2f>point_3;

vector<Point2f>point_4;

vector<Point2f>point_5;

vector<Point2f>point_6;

vector<Point2f>point_7;

vector<Point2f>point_8;

vector<Point2f>point_9;

vector<Point2f>point_10;

vector<Point2f>point_11;

vector<Point2f>point_12;

vector<Point2f>point_13;

vector<Point2f>point_14;

vector<Point2f>point_15;

vector<Point2f>point_16;

vector<Point2f>point_17;

vector<Point2f>point_18;

vector<Point2f>point_19;

int m, n;

for (m = 0; m < contours.size(); m++)

{

for (n = 0; n < contours[m].size(); n++)

{

switch (m)

{

case 0:

point_0.push_back(contours[m][n]);

break;

case 1: