OpenCV形態(tài)學(xué)處理使用技巧與應(yīng)用演示

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 關(guān)于OpenCV形態(tài)學(xué)使用基礎(chǔ)可以查看公眾號(hào)免費(fèi)的OpenCV視頻教程，其中有詳細(xì)介紹，本篇文章主要介紹形態(tài)學(xué)中一些實(shí)用但是容易被忽略的技巧與演示。

    形態(tài)學(xué)中常用的方法有膨脹，腐蝕，開運(yùn)算，閉運(yùn)算，形態(tài)學(xué)梯度，頂帽，黑帽和擊中擊不中，大多以膨脹和腐蝕為基礎(chǔ)操作，需要注意的是膨脹和腐蝕都是對(duì)圖像中的高亮部分(二值圖白色部分)處理起作用，如果是白色背景黑色目標(biāo)要做取反操作，否則得到的結(jié)果是相反的。進(jìn)入正題，技巧與應(yīng)用場(chǎng)景介紹：

    （1）膨脹的應(yīng)用。膨脹的結(jié)果類似“領(lǐng)域擴(kuò)張”，白色區(qū)域?qū)?huì)擴(kuò)大，常用于斷開區(qū)域的連接。如下圖，假如想連接3條線

我們可以這么做：

Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(15, 15));dilate(gray, gray, element);

雖然3段線段連成了1段，但是線的寬度明細(xì)也增加了，如果我不想線的寬度明顯增加怎么辦？答案是修改結(jié)構(gòu)元素的Size值，比如為Size(1,15)，這樣增大豎直方向的膨脹力度(反之增大水平方向膨脹力度)，效果如下：

Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(1, 15));dilate(gray, gray, element);

（2）腐蝕的應(yīng)用。腐蝕的結(jié)果類似“領(lǐng)域蠶食”，白色區(qū)域?qū)?huì)縮小，常用于連接區(qū)域的切斷。下面的圖像，假如只想保留水平線，該怎么操作？

同樣在結(jié)構(gòu)元素Size上做文章，設(shè)置Size()值為Size(60，1)，不與它相似的區(qū)域結(jié)構(gòu)將被腐蝕，效果如下：

Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(60, 1));erode(gray, gray, element);

    （3）開運(yùn)算應(yīng)用。比如下面的圖像，如果想去除字母C區(qū)域周圍的毛邊，就可以用開運(yùn)算。

代碼與效果：

Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(5, 5));morphologyEx(gray, gray, MORPH_OPEN, element); //開運(yùn)算

    （4）閉運(yùn)算應(yīng)用。比如下面的圖像，如果想去除字母C區(qū)域內(nèi)部的黑色孔洞，就可以用閉運(yùn)算。

代碼與效果：

Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(9, 9));morphologyEx(gray, gray, MORPH_CLOSE, element); //閉運(yùn)算

    （5）形態(tài)學(xué)梯度應(yīng)用。比如下面的圖像，提取邊緣或輪廓框架，就可以用形態(tài)學(xué)梯度。

代碼與效果：

Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(3, 3));morphologyEx(gray, gray, MORPH_GRADIENT, element); //形態(tài)學(xué)梯度

  （6）頂帽應(yīng)用。比如下面的圖像，想提取C區(qū)域的邊緣毛刺，就可以用頂帽操作。

代碼與效果：

Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(7, 7));morphologyEx(gray, gray, MORPH_TOPHAT, element); //頂帽

  （7）黑帽應(yīng)用。比如下面的圖像，想提取C區(qū)域的內(nèi)部黑洞區(qū)域，就可以用黑帽操作。

代碼與效果：

Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(9, 9));morphologyEx(gray, gray, MORPH_BLACKHAT, element); //黑帽

  （8）自定義結(jié)構(gòu)元素應(yīng)用。特定的結(jié)構(gòu)元素會(huì)特定的結(jié)構(gòu)區(qū)域特別起作用。比如圓形結(jié)構(gòu)元素對(duì)圓形區(qū)域效果特別好，但是OpenCV默認(rèn)值提供了3中結(jié)構(gòu)，不包含圓形，那么我們可以自己創(chuàng)建圓形結(jié)構(gòu)元素，通過畫圓或遍歷像素的方法。如下圖，我們分別用矩形結(jié)構(gòu)元素和圓形結(jié)構(gòu)元素腐蝕，查看對(duì)比效果：

矩形結(jié)構(gòu)元素與效果：

Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(35, 35));erode(gray, gray, element);

自定義圓形結(jié)構(gòu)元素與效果(更好的保留了圓形結(jié)構(gòu))：

Mat element = Mat::zeros(Size(35, 35), CV_8UC1);circle(element, Point(17, 17), 18, Scalar::all(1), -1);erode(gray, gray, element);

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