计算机视觉教程2-7:天使与恶魔?图文详解图像形态学运算(附代码)

目录

1 图像形态学运算

计算机视觉教程2-2:详解图像滤波算法(附Python实战)中我们将图像滤波进行了以下分类:

  • 邻域滤波

  • 线性滤波

  • 非线性滤波

  • 频域滤波

  • 低通滤波

  • 高通滤波

非线性滤波中,之前只介绍了 中值滤波,事实上,还有一类非常常用的非线性滤波方法,称为 图像形态学运算(Morphological operations)

图像形态学运算是一类基于图像形状运算的非线性滤波技术,其基本思想是利用一些特殊的 结构元来测量或提取图像中相应的形状和特征,以便进一步进行图像分析和处理。这里结构元素就相当于我们在滤波中所涉及到的 模板——一个给定像素的矩阵,这个矩阵形状可以任意,但一般是正方形。

接下来,我们分析一下几种经典的图像形态学运算算法,再编程测试一下~

2 腐蚀

腐蚀就是用局部灰度最小值代替目标像素值实现对高亮区域的腐蚀。

举个例子,有这样一张图像和这样一个结构元素,其中结构元素的蓝色方块表示的是模板原点。

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下面我们开始遍历这张图像,到下图这个位置的时候,模板内灰度最小值是灰色方格的像素,因此替换掉模板原点中蓝色方格处的像素为灰色(原本为白色,被腐蚀了)

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就这样遍历完这张图像得到

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; 3 膨胀

膨胀就是用局部灰度最大值代替目标像素值实现对高亮区域的膨胀。

和腐蚀类似,遍历这张图像,到下图这个位置的时候,模板内灰度最大值是白色方格的像素,因此替换掉模板原点中蓝色方格处的像素为白色(原本为灰色,膨胀了)

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就这样遍历完这张图像得到膨胀的最终结果为

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上个实物图感受下腐蚀和膨胀的效果

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4 开运算与闭运算

理解了图像腐蚀与膨胀,那么开闭运算就很容易了

  • 开运算(Opening):先腐蚀再膨胀
  • 闭运算(Closing):先膨胀再腐蚀

开运算能够除有效去除孤立点、毛刺和小桥;闭运算能够填平小孔,弥合缝隙

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上图假设灰色区域为高亮。

; 5 顶帽运算与底帽运算

顶帽运算与底帽运算是用于表征开闭运算与原图像间差异的运算,类似边缘检测的梯度差

  • 图像顶帽运算:表征原图像与开运算得到的图像之间的区别
  • 图像底帽运算:表征原图像与闭运算得到的图像之间的区别

6 恶魔与天使

先看看原图,一对可爱的猫咪

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进行腐蚀操作,首先创建结构元
int eSize = 3;
int s = eSize * 2 + 1;
Mat structureElement = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(s, s), Point(-1, -1));

接着用结构元遍历原图, OpenCV有封装好的API,直接调用即可

erode(src, dst, structureElement);
imshow("腐蚀操作后:", dst);

得到腐蚀后的图像如下所示,眼睛空洞洞的,有点恐怖片内味了,这还是原来那两只猫吗?

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膨胀操作类似于腐蚀,也有 OpenCV封装好的API
dilate(srcImg, dstImg, structureElement, Point(-1, -1), 1);
imshow("膨胀操作后:", dstImg);

膨胀出来的小猫就显得轻松很多,感觉升华了。

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今后要是想有一张照片创造 光与影正与邪天使与恶魔两种反差,可以考虑采用图像腐蚀和膨胀操作。

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🚀 计算机视觉基础教程说明

章号 内容
0 色彩空间与数字成像
1 计算机几何基础
2 图像增强、滤波、金字塔
3 图像特征提取
4 图像特征描述
5 图像特征匹配
6 立体视觉
7 项目实战

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Original: https://blog.csdn.net/FRIGIDWINTER/article/details/123439545
Author: Mr.Winter`
Title: 计算机视觉教程2-7:天使与恶魔?图文详解图像形态学运算(附代码)

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