滤波与平滑
详见 这篇文章
可以实现对图像的降噪处理、抹去小光斑等。
形态学操作
可以用来去除噪声、提取图像中的形状特征、填补区域或突出边界。
erode() - 腐蚀
作用:腐蚀操作会侵蚀图像中的前景对象,使其变小。常用于去除小的白噪声、断开物体间的连接等。
原理:腐蚀操作在一个卷积核(结构元素)下扫描图像,只有当卷积核完全覆盖前景时,中心像素才保留前景,否则变为背景。这使得前景物体的边界收缩。
调用:
erode(src, dst, kernel, anchor, iterations, borderType, borderValue)
参数:
InputArray src
: 输入图像(通常是二值图像)。OutputArray dst
: 输出图像InputArray kernel
: 结构元素,决定了腐蚀的形状与大小。Point anchor
: 锚点,表示要处理的像素位于核的什么位置。默认为Point(-1,-1)
表示中心。int iterations
: 腐蚀的次数。默认为 1。int borderType
: 用于外推图像外部像素的边界模式。默认值为 BORDER_DEFAULT。(不支持 BORDER_WRAP )const Scalar & borderValue
: 仅在borderType
为BORDER_CONSTANT
时使用,指定填充边界的具体常数值。
dilate() - 膨胀
- 作用:膨胀操作是腐蚀的逆操作,用于扩展前景对象,使其变大。它可以填补对象内部的小孔洞,连接断开的对象等。
- 实现原理:膨胀操作在卷积核下扫描图像,卷积核只要有一个元素覆盖前景像素,中心像素就会变为前景。这样前景物体的边界会向外扩展。
- 调用:
dilate(src, dst, kernel, anchor, iterations, borderType, borderValue)
- 参数:同
erode()
。
getStructuringElement() - 生成结构元素
作用:生成一个特定形状的结构元素,通常用于形态学操作。
调用:
getStructuringElement(shape, ksize, anchor)
参数:
int shape
: 形状。可取MORPH_RECT
(矩形)、MORPH_CROSS
(十字)、MORPH_ELLIPSE
(椭圆)。Size kSize
: 尺寸。Point anchor
: 锚点,表示要处理的像素位于核的什么位置。默认为Point(-1,-1)
表示中心。
morphologyEx() - 形态学扩展操作
morphologyEx(src, dst, operation, element);
element
: 结构元素,决定了操作区域的形状与大小。
operation
有以下取值:
开运算(
MORPH_OPEN
):- 作用:先腐蚀再膨胀,常用于去除噪声。
- 实现原理:先应用腐蚀操作,消除细小噪点,然后再进行膨胀,恢复前景对象的原始大小。
闭运算(
MORPH_CLOSE
):- 作用:先膨胀再腐蚀,通常用于填补前景对象中的小孔洞或连接断开的区域。
- 实现原理:先应用膨胀操作,填充小孔洞,再进行腐蚀,恢复对象的原始大小。
形态学梯度(
MORPH_GRADIENT
)作用:形态学梯度是膨胀与腐蚀之间的差异,用于提取图像的边缘。
实现原理:
- 计算方法是对图像进行膨胀操作,然后减去腐蚀操作的结果。
- 由于膨胀会扩展前景对象,腐蚀会缩小前景对象,二者之间的差异就形成了图像的边缘。
公式:
Morphological Gradient = dilate(src) - erode(src)
应用:通常用于检测图像中的边缘特征,尤其在二值图像中比较常见。
顶帽操作(
MORPH_TOPHAT
)作用:顶帽操作用于提取图像中比其周围区域更亮的部分,常用于背景较均匀的图像中提取亮的细节。
实现原理:
- 计算方法是原图像减去其开运算的结果。
- 开运算(先腐蚀后膨胀)通常会去除较小的前景细节,保留大体结构。顶帽操作通过减去开运算的结果,可以将被去除的那些细节提取出来。
公式:
Top Hat = src - open(src)
应用:用于增强亮的细节,比如在背景较均匀的情况下提取文字或小亮点。
黑帽操作(
MORPH_BLACKHAT
)- 作用:黑帽操作用于提取图像中比其周围区域更暗的部分,常用于背景较均匀的图像中提取暗的细节。
- 实现原理:
- 计算方法是闭运算的结果减去原图像。
- 闭运算(先膨胀后腐蚀)会填充前景中的小孔洞并连接断开的部分。黑帽操作通过从闭运算的结果中减去原图像,可以将原图像中被闭运算填充的暗区域提取出来。
- 公式:
Black Hat = close(src) - src
- 应用:用于增强暗的细节,比如在背景较均匀的情况下提取阴影或暗点。