opencv学习笔记——vs2019的编译环境（五）膨胀与腐蚀

第五课 膨胀与腐蚀

一、膨胀

其实，膨胀就是求局部最大值的操作。

按数学方面来说，膨胀或者腐蚀操作就是将图像（或图像的一部分区域，我们称之为A）与核（我们称之为B）进行卷积。

核可以是任何的形状和大小，它拥有一个单独定义出来的参考点，我们称其为锚点（anchorpoint）。多数情况下，核是一个小的中间带有参考点和实心正方形或者圆盘，其实，我们可以把核视为模板或者掩码。

而膨胀就是求局部最大值的操作，核B与图形卷积，即计算核B覆盖的区域的像素点的最大值，并把这个最大值赋值给参考点指定的像素。这样就会使图像中的高亮区域逐渐增长。如下图所示，这就是膨胀操作的初衷。

二、腐蚀

再来看一下腐蚀，大家应该知道，膨胀和腐蚀是一对好基友，是相反的一对操作，所以腐蚀就是求局部最小值的操作。

我们一般都会把腐蚀和膨胀对应起来理解和学习。而且两者的函数原型也是基本上一样的。

接下来是工程代码，注释很详细

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
#include <iostream>
using namespace std;
using namespace cv;

//-----------------------------------【全局变量声明部分】--------------------------------------
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

//-----------------------------------【全局函数声明部分】--------------------------------------
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

//-----------------------------------【main( )函数】--------------------------------------------
int main()
{
	//改变console字体颜色
	system("color 5E");

	//载入原图
	g_srcImage = imread("1.jpg");
	if (!g_srcImage.data) { printf("Oh，no，读取srcImage错误~！\n"); return false; }

	//显示原始图
	namedWindow("【原始图】");
	imshow("【原始图】", g_srcImage);

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

	//创建轨迹条
	createTrackbar("腐蚀/膨胀", "【效果图】", &g_nTrackbarNumer, 1, on_TrackbarNumChange); //这是膨胀与腐蚀的切换开关轨迹条
	createTrackbar("内核尺寸", "【效果图】", &g_nStructElementSize, 21, on_ElementSizeChange);

	//输出一些帮助信息
	cout << endl << "\t嗯。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;
}

//-----------------------------【Process( )函数】------------------------------------
//            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(g_nStructElementSize * 2 + 1, g_nStructElementSize * 2 + 1), Point(g_nStructElementSize, g_nStructElementSize));
	/*getStructuringElement函数会返回指定形状和尺寸的结构元素（内核矩阵）
	第一个参数表示内核的形状  矩形: MORPH_RECT  交叉形: MORPH_CROSS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*/
	//进行腐蚀或膨胀操作
	if (g_nTrackbarNumer == 0) {
		erode(g_srcImage, g_dstImage, element);
		/*函数参数：原图片；效果图；自定义核
	第四个参数，Point类型的anchor，锚的位置，其有默认值（-1，-1），表示锚位于中心。
第五个参数，int类型的iterations，迭代使用erode（）函数的次数，默认值为1。
第六个参数，int类型的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。
第七个参数，const Scalar&类型的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。
		*/
	}
	else {
		dilate(g_srcImage, g_dstImage, element);
	}

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


//-----------------------------【on_TrackbarNumChange( )函数】------------------------------------
//            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();
}


//-----------------------------【on_ElementSizeChange( )函数】-------------------------------------
//            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();
}

运行结果如下：