opencv之膨胀与腐蚀
腐蚀和膨胀 Erosion/Dilation
erosion/dilation,用白话说,就是让图像亮的区域收缩和扩张.
原理
- 我们定义一个卷积核矩阵.这个矩阵可以是任何形状的,但通常而言,是矩形或者圆形的.同时要定义一个锚点位置.
- 用这个卷积核矩阵挨个地划过原始图像矩阵,同时更改锚点位置的像素值.
- 锚点位置的像素值更改为卷积核矩阵覆盖的有效像素值中的最大值/最小值(分别对应膨胀/腐蚀).
什么叫"有效"像素值呢?就是卷积核中不为0的那些位置.用公式表达的话,即:


膨胀和腐蚀,说白了就是个求"卷积核所表示的局部"的最大值最小值的过程.
我们来看一个例子:
import cv2
import numpy as np
def test1():
img = np.zeros((10,10,1),np.uint8)
img[3:7,3:7,:] = 255
img[4:6,4:6,:] = 200
kernel1 = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT,(3,3))
erosion_dst = cv2.erode(img, kernel1)
print(erosion_dst)
首先我们创建一个10 x 10的图像,像素如下:
[[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 255 255 255 255 0 0 0]
[ 0 0 0 255 200 200 255 0 0 0]
[ 0 0 0 255 200 200 255 0 0 0]
[ 0 0 0 255 255 255 255 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]]
我们创建一个卷积核:
kernel1 = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT,(3,3))
getStructuringElement api

三个参数分别为卷积核的形状/大小/锚点位置. 默认锚点在矩阵的中心位置.
形状有三种

上面代码中我们创建的3 x 3矩形卷积核如下

用这个卷积核对原始图像做腐蚀后得到的矩阵如下

即矩阵有如下变化:
[[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 255 255 255 255 0 0 0]
[ 0 0 0 255 200 200 255 0 0 0]
[ 0 0 0 255 200 200 255 0 0 0]
[ 0 0 0 255 255 255 255 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]]
-->
[[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 200 200 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 200 200 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]]
我们考虑第三行第四列img[2,3,:]这个像素.当我们的卷积核矩阵的锚点位置与该像素重合时,我们取周边所有像素的最小值.最小值为0.所以该位置的像素值变为0. 其余位置的像素值同理可求.
我们稍微改一下我们的代码,然后再看一下不同卷积核作用下的不同结果,会理解的更清楚
import cv2
import numpy as np
def test1():
img = np.zeros((10,10,1),np.uint8)
img[3:7,3:7,:] = 255
img[4:6,4:6,:] = 200
kernel1 = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT,(3,3))
print(kernel1)
erosion_dst = cv2.erode(img, kernel1)
print(erosion_dst)
def test2():
img = np.zeros((10,10,1),np.uint8)
img[3:7,3:7,:] = 255
img[4:6,4:6,:] = 200
img[2,4,:] = 100
kernel1 = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT,(3,3))
erosion_dst = cv2.erode(img, kernel1)
print(erosion_dst)
kernel2 = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_CROSS,(3,3))
erosion_dst2 = cv2.erode(img, kernel2)
print(erosion_dst2)
test2()
我们把原始图像矩阵改为
[[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 100 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 255 255 255 255 0 0 0]
[ 0 0 0 255 200 200 255 0 0 0]
[ 0 0 0 255 200 200 255 0 0 0]
[ 0 0 0 255 255 255 255 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]]
用kernal1时,kernal1如下:

以第四行,第五列的像素为例,用卷积核的锚点与之对应,此时计算的是其周围八个像素的最小值,最小值为0.
所以我们得到的矩阵为

当我们用kernal2时,kernal2如下:

对第四行,第五列的像素,用卷积核的锚点与之对应,此时计算的不再是周围八个像素的最小值,而是其正上方,正下方,正左边,正右边的四个像素的最小值.该值为100.
所以我们得到的矩阵为

opencv示例
from __future__ import print_function
import cv2 as cv
import numpy as np
import argparse
erosion_size = 0
max_elem = 2
max_kernel_size = 21
title_trackbar_element_type = 'Element:\n 0: Rect \n 1: Cross \n 2: Ellipse'
title_trackbar_kernel_size = 'Kernel size:\n 2n +1'
title_erosion_window = 'Erosion Demo'
title_dilatation_window = 'Dilation Demo'
def erosion(val):
erosion_size = cv.getTrackbarPos(title_trackbar_kernel_size, title_erosion_window)
erosion_type = 0
val_type = cv.getTrackbarPos(title_trackbar_element_type, title_erosion_window)
if val_type == 0:
erosion_type = cv.MORPH_RECT
elif val_type == 1:
erosion_type = cv.MORPH_CROSS
elif val_type == 2:
erosion_type = cv.MORPH_ELLIPSE
element = cv.getStructuringElement(erosion_type, (2*erosion_size + 1, 2*erosion_size+1), (erosion_size, erosion_size))
erosion_dst = cv.erode(src, element)
cv.imshow(title_erosion_window, erosion_dst)
def dilatation(val):
dilatation_size = cv.getTrackbarPos(title_trackbar_kernel_size, title_dilatation_window)
dilatation_type = 0
val_type = cv.getTrackbarPos(title_trackbar_element_type, title_dilatation_window)
if val_type == 0:
dilatation_type = cv.MORPH_RECT
elif val_type == 1:
dilatation_type = cv.MORPH_CROSS
elif val_type == 2:
dilatation_type = cv.MORPH_ELLIPSE
element = cv.getStructuringElement(dilatation_type, (2*dilatation_size + 1, 2*dilatation_size+1), (dilatation_size, dilatation_size))
dilatation_dst = cv.dilate(src, element)
cv.imshow(title_dilatation_window, dilatation_dst)
src = cv.imread("/home/sc/disk/keepgoing/opencv_test/j.png")
cv.namedWindow(title_erosion_window)
cv.createTrackbar(title_trackbar_element_type, title_erosion_window , 0, max_elem, erosion)
cv.createTrackbar(title_trackbar_kernel_size, title_erosion_window , 0, max_kernel_size, erosion)
cv.namedWindow(title_dilatation_window)
cv.createTrackbar(title_trackbar_element_type, title_dilatation_window , 0, max_elem, dilatation)
cv.createTrackbar(title_trackbar_kernel_size, title_dilatation_window , 0, max_kernel_size, dilatation)
erosion(0)
dilatation(0)
cv.waitKey()
通过createTrackbar在窗口上创建两个bar,方便我们看不同种类不同大小的卷积核的影响.
cv.createTrackbar(title_trackbar_element_type, title_erosion_window , 0, max_elem, erosion)
cv.createTrackbar(title_trackbar_kernel_size, title_erosion_window , 0, max_kernel_size, erosion)
原始图片:

处理效果:

opencv实现
https://github.com/opencv/opencv/blob/master/modules/imgproc/src/morph.dispatch.cpp
opencv之膨胀与腐蚀的更多相关文章
- opencv 形态学膨胀和腐蚀以及开运算和闭运算
- 图像的膨胀与腐蚀——OpenCV与C++的具体实现
目录 1. 膨胀与腐蚀的原理 2. 膨胀的具体实现 1) OpenCV实现 2) C/C++实现 3) 验证与结果 3. 腐蚀的具体实现 1. 膨胀与腐蚀的原理 膨胀与腐蚀是数学形态学在图像处理中最基 ...
- OpenCV——图像处理入门:膨胀与腐蚀、图像模糊、边缘检测
全部外部依赖项: opencv_aruco341d.lib opencv_bgsegm341d.lib opencv_calib3d341d.lib opencv_bioinspired341d.li ...
- OpenCV膨胀与腐蚀
膨胀与腐蚀 本篇博客主要介绍使用OpenCV中的函数接口实现对一个图片的腐蚀或者膨胀,听起来有点像是对图像进行放大和缩小的意思,如果你也是这样认为,那我只能说你跟我一样肤浅!!在OpenCV中几乎所有 ...
- OpenCV图像处理篇之腐蚀与膨胀
转载请注明出处:http://xiahouzuoxin.github.io/notes 腐蚀与膨胀 腐蚀和膨胀是图像的形态学处理中最主要的操作,之后遇见的开操作和闭操作都是腐蚀和膨胀操作的结合运算. ...
- OpenCV膨胀和腐蚀示例代码
#include<cv.h> #include<highgui.h> int main(int argc, char** argv) { IplImage* img = cvL ...
- 学习 opencv---(9)形态学图像处理(一):膨胀和腐蚀
本篇文章中,我们一起探究了图像处理中,最基本的形态学运算--膨胀与腐蚀.浅墨在文章开头友情提醒,用人物照片做腐蚀和膨胀的素材图片得到的效果会比较惊悚,毁三观的,不建议尝试.......... 一.理论 ...
- Atitit 图像处理—图像形态学(膨胀与腐蚀)
Atitit 图像处理-图像形态学(膨胀与腐蚀) 1.1. 膨胀与腐蚀1 1.2. 图像处理之二值膨胀及应用2 1.3. 测试原理,可以给一个5*5pic,测试膨胀算法5 1.4. Photoshop ...
- paper 76:膨胀、腐蚀、开、闭运算——数字图像处理中的形态学
膨胀.腐蚀.开.闭运算是数学形态学最基本的变换.本文主要针对二值图像的形态学膨胀:把二值图像各1像素连接成分的边界扩大一层(填充边缘或0像素内部的孔):腐蚀:把二值图像各1像素连接成分的边界点去掉从而 ...
随机推荐
- CF990B Micro-World 贪心 第十六
Micro-World time limit per test 2 seconds memory limit per test 256 megabytes input standard input o ...
- 中南林业科技大学第十一届程序设计大赛 有趣的二进制 牛客网 java大数的一些方法
链接:https://www.nowcoder.com/acm/contest/124/C来源:牛客网 题目描述 小新在学C语言的时候,邝老师告诉他double类型的数据在表示小数的时候,小数点后的有 ...
- hdu 1671 Phone List 字典树模板
Given a list of phone numbers, determine if it is consistent in the sense that no number is the pref ...
- [NOI2001]炮兵阵地 题解
题意 我们先来了解一下基本的位运算 于( \(\bigwedge\) ),或 (\(\bigvee\) ) 异或(\(\bigoplus\)) 在下面我们用(&)代表于,(|)代表或 一道状压 ...
- Day004作业
1,写代码,有如下列列表,按照要求实现每⼀一个功能li = ["alex", "WuSir", "ritian", "barry& ...
- Java Web总结(一)-- 入门
一.基本概念 1.1.WEB开发的相关知识 WEB,在英语中web即表示网页的意思,它用于表示Internet主机上供外界访问的资源. Internet上供外界访问的Web资源分为: 静态web资源( ...
- Spring boot 集成 Druid 数据源
Druid是阿里开源的一个JDBC应用组件,其中包括三部分: DruidDriver:代理Driver,能够提供基于Filter-Chain模式的插件体系. DruidDataSource:高效可管理 ...
- 《剑指offer》:[62]序列化二叉树
题目:请实现两个函数,分别来序列化和反序列化二叉树. 方案分析:我们知道通过二叉树的中序和任何一个前或者后续遍历都可以反序列化一棵二叉树,但是这样做有一个缺点就是,序列化的数据不能有重复的数据,否则会 ...
- .Net基础篇_学习笔记_第五天_流程控制while循环002
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.T ...
- .Net基础篇_学习笔记_第四天_switch-case
swith-case 用来处理多条件的定值的判断. 语法: switch(变量或者表达式的值) { case 值1:要执行的代码: break: case 值2:要执行的代码: break: case ...