opencv学习之路（31）、GrabCut & FloodFill图像分割

一、GrabCut

1、利用Rect做分割

#include "opencv2/opencv.hpp"
using namespace cv;

void main()
{
    Mat src = imread("E://bird.jpg");
    Rect rect(84, 84, 406, 318);//左上坐标（X,Y）和长宽
    Mat result, bg, fg;

    grabCut(src, result, rect, bg, fg, 1, GC_INIT_WITH_RECT);
    imshow("grab", result);
    /*threshold(result, result, 2, 255, CV_THRESH_BINARY);
    imshow("threshold", result);*/

    compare(result, GC_PR_FGD, result, CMP_EQ);//result和GC_PR_FGD对应像素相等时，目标图像该像素值置为255
    imshow("result",result);
    Mat foreground(src.size(), CV_8UC3, Scalar(255, 255, 255));
    src.copyTo(foreground, result);//copyTo有两种形式，此形式表示result为mask
    imshow("foreground", foreground);
    waitKey(0);
}

grab并非是全黑图像，对其使用二值化后能看到低像素值的情况 

2、利用mask做分割

#include "opencv2/opencv.hpp"
using namespace cv;

void main()
{
    Mat src = imread("E://bird.jpg");
    //Rect rect(84, 84, 406, 318);
    Rect rect;
    Mat bgModel, fgModel;
    Mat result(src.size(), CV_8U, Scalar(0));
    Mat ROI(result(Rect(84, 84, 406, 318)));
    ROI.setTo(GC_PR_FGD);//ROI设置为可能是前景

    grabCut(src, result, rect, bgModel, fgModel, 1, GC_INIT_WITH_MASK);
    //threshold(result, result, 2, 255, CV_THRESH_BINARY);
    imshow("grab", result);
    compare(result, GC_PR_FGD, result, CMP_EQ);
    //result = result&1;
    imshow("result", result);
    Mat foreground(src.size(), CV_8UC3, Scalar(255, 255, 255));
    src.copyTo(foreground, result);
    imshow("foreground", foreground);

    waitKey(0);
}

 二、漫水填充算法——floodFill

#include "opencv2/opencv.hpp"
using namespace cv;

void main()
{
    Mat src = imread("E://bird.jpg");
    imshow("src", src);
    Rect rect;
    //原图，种子点，新颜色，重绘区域的最小边界矩形，负差，正差
    floodFill(src, Point(20,20), Scalar(255, 0, 0), &rect, Scalar(10, 10, 10), Scalar(10, 10, 10));
    imshow("result", src);
    waitKey(0);
}

三、综合应用（代码来自浅墨大神）

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

Mat g_srcImage, g_dstImage, g_grayImage, g_maskImage;//定义原始图、目标图、灰度图、掩模图  
int g_nFillMode = 1;//漫水填充的模式  
int g_nLowDifference = 20, g_nUpDifference = 20;//负差最大值、正差最大值  
int g_nConnectivity = 4;//表示floodFill函数标识符低八位的连通值  
int g_bIsColor = true;//是否为彩色图的标识符布尔值  
bool g_bUseMask = false;//是否显示掩膜窗口的布尔值  
int g_nNewMaskVal = 255;//新的重新绘制的像素值 

static void ShowHelpText()
{
    //输出一些帮助信息    
    printf("


	欢迎来到漫水填充示例程序~

");
    printf("

	按键操作说明: 

"
        "		鼠标点击图中区域- 进行漫水填充操作
"
        "		键盘按键【ESC】- 退出程序
"
        "		键盘按键【1】-  切换彩色图/灰度图模式
"
        "		键盘按键【2】- 显示/隐藏掩膜窗口
"
        "		键盘按键【3】- 恢复原始图像
"
        "		键盘按键【4】- 使用空范围的漫水填充
"
        "		键盘按键【5】- 使用渐变、固定范围的漫水填充
"
        "		键盘按键【6】- 使用渐变、浮动范围的漫水填充
"
        "		键盘按键【7】- 操作标志符的低八位使用4位的连接模式
"
        "		键盘按键【8】- 操作标志符的低八位使用8位的连接模式
"
        "

								 by浅墨


"
    );
}

//鼠标消息onMouse回调函数  
static void onMouse(int event, int x, int y, int, void*)
{
    // 若鼠标左键没有按下，便返回  
    if (event != CV_EVENT_LBUTTONDOWN)
        return;
    //-------------------【<1>调用floodFill函数之前的参数准备部分】---------------  
    Point seed = Point(x, y);
    int LowDifference = (g_nFillMode == 0) ? 0 : g_nLowDifference;//空范围的漫水填充，此值设为0，否则设为全局的g_nLowDifference  
    int UpDifference = g_nFillMode == 0 ? 0 : g_nUpDifference;//空范围的漫水填充，此值设为0，否则设为全局的g_nUpDifference  
    int flags = g_nConnectivity + (g_nNewMaskVal << 8) +
        (g_nFillMode == 1 ? CV_FLOODFILL_FIXED_RANGE : 0);//标识符的0~7位为g_nConnectivity，8~15位为g_nNewMaskVal左移8位的值，16~23位为CV_FLOODFILL_FIXED_RANGE或者0。  

                                                          //随机生成bgr值  
    int b = (unsigned)theRNG() & 255;//随机返回一个0~255之间的值  
    int g = (unsigned)theRNG() & 255;//随机返回一个0~255之间的值  
    int r = (unsigned)theRNG() & 255;//随机返回一个0~255之间的值  
    Rect ccomp;//定义重绘区域的最小边界矩形区域  

    Scalar newVal = g_bIsColor ? Scalar(b, g, r) : Scalar(r*0.299 + g*0.587 + b*0.114);//在重绘区域像素的新值，若是彩色图模式，取Scalar(b, g, r)；若是灰度图模式，取Scalar(r*0.299 + g*0.587 + b*0.114)  

    Mat dst = g_bIsColor ? g_dstImage : g_grayImage;//目标图的赋值  
    int area;

    //--------------------【<2>正式调用floodFill函数】-----------------------------  
    if (g_bUseMask)
    {
        threshold(g_maskImage, g_maskImage, 1, 128, CV_THRESH_BINARY);
        area = floodFill(dst, g_maskImage, seed, newVal, &ccomp, Scalar(LowDifference, LowDifference, LowDifference),
            Scalar(UpDifference, UpDifference, UpDifference), flags);
        imshow("mask", g_maskImage);
    }
    else
    {
        area = floodFill(dst, seed, newVal, &ccomp, Scalar(LowDifference, LowDifference, LowDifference),
            Scalar(UpDifference, UpDifference, UpDifference), flags);
    }

    imshow("效果图", dst);
    cout << area << " 个像素被重绘
";
}

void main()
{
    system("color 2F");//改变console字体颜色 
    g_srcImage = imread("E://lena.jpg", 1);//载入原图  
    if (!g_srcImage.data) { printf("Oh，no，读取图片image0错误~！ 
"); return; }
    ShowHelpText();

    g_srcImage.copyTo(g_dstImage);//拷贝源图到目标图  
    //cvtColor(g_srcImage, g_grayImage, COLOR_BGR2GRAY);//转换三通道的image0到灰度图  
    g_maskImage.create(g_srcImage.rows + 2, g_srcImage.cols + 2, CV_8UC1);//利用image0的尺寸来初始化掩膜mask  

    namedWindow("效果图", CV_WINDOW_NORMAL);
    //创建Trackbar  
    createTrackbar("负差最大值", "效果图", &g_nLowDifference, 255, 0);
    createTrackbar("正差最大值", "效果图", &g_nUpDifference, 255, 0);
    //鼠标回调函数  
    setMouseCallback("效果图", onMouse, 0);

    //循环轮询按键  
    while (1)
    {
        //先显示效果图  
        imshow("效果图", g_bIsColor ? g_dstImage : g_grayImage);
        //获取键盘按键  
        int c = waitKey(0);
        //判断ESC是否按下，若按下便退出  
        if ((c & 255) == 27)
        {
            cout << "程序退出...........
";
            break;
        }

        //根据按键的不同，进行各种操作  
        switch ((char)c)
        {
        case '1':    //如果键盘“1”被按下，效果图在在灰度图，彩色图之间互换 
            if (g_bIsColor)//若原来为彩色，转为灰度图，并且将掩膜mask所有元素设置为0  
            {
                cout << "键盘“1”被按下，切换彩色/灰度模式，当前操作为将【彩色模式】切换为【灰度模式】
";
                cvtColor(g_srcImage, g_grayImage, COLOR_BGR2GRAY);
                g_maskImage = Scalar::all(0);   //将mask所有元素设置为0  
                g_bIsColor = false; //将标识符置为false，表示当前图像不为彩色，而是灰度  
            }
            else//若原来为灰度图，便将原来的彩图image0再次拷贝给image，并且将掩膜mask所有元素设置为0  
            {
                cout << "键盘“1”被按下，切换彩色/灰度模式，当前操作为将【彩色模式】切换为【灰度模式】
";
                g_srcImage.copyTo(g_dstImage);
                g_maskImage = Scalar::all(0);
                g_bIsColor = true;//将标识符置为true，表示当前图像模式为彩色  
            }
            break;
        case '2'://显示/隐藏掩膜窗口  
            if (g_bUseMask)
            {
                destroyWindow("mask");
                g_bUseMask = false;
            }
            else
            {
                namedWindow("mask", 0);
                g_maskImage = Scalar::all(0);
                imshow("mask", g_maskImage);
                g_bUseMask = true;
            }
            break;
        case '3'://恢复原始图像
            cout << "按键“3”被按下，恢复原始图像
";
            g_srcImage.copyTo(g_dstImage);
            cvtColor(g_dstImage, g_grayImage, COLOR_BGR2GRAY);
            g_maskImage = Scalar::all(0);
            break;
        case '4'://使用空范围的漫水填充 
            cout << "按键“4”被按下，使用空范围的漫水填充
";
            g_nFillMode = 0;
            break;
        case '5'://使用渐变、固定范围的漫水填充
            cout << "按键“5”被按下，使用渐变、固定范围的漫水填充
";
            g_nFillMode = 1;
            break;
        case '6'://使用渐变、浮动范围的漫水填充 
            cout << "按键“6”被按下，使用渐变、浮动范围的漫水填充
";
            g_nFillMode = 2;
            break;
        case '7'://操作标志符的低八位使用4位的连接模式  
            cout << "按键“7”被按下，操作标志符的低八位使用4位的连接模式
";
            g_nConnectivity = 4;
            break;  
        case '8'://操作标志符的低八位使用8位的连接模式
            cout << "按键“8”被按下，操作标志符的低八位使用8位的连接模式
";
            g_nConnectivity = 8;
            break;
        }
    }
}