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  • opencv::基于距离变换与分水岭的图像分割

    什么是图像分割
        图像分割(Image Segmentation)是图像处理最重要的处理手段之一
        图像分割的目标是将图像中像素根据一定的规则分为若干(N)个cluster集合,每个集合包含一类像素。
        根据算法分为监督学习方法和无监督学习方法,图像分割的算法多数都是无监督学习方法 - KMeans
    
    
    距离变换常见算法有两种
        - 不断膨胀/腐蚀得到
        - 基于倒角距离
    
    分水岭变换常见的算法
        - 基于浸泡理论实现 
    cv::distanceTransform(
        InputArray  src, 
        OutputArray dst,  
        OutputArray  labels,  //离散维诺图输出
        int  distanceType,    // DIST_L1/DIST_L2,
        int maskSize,            // 3x3,最新的支持5x5,推荐3x3、
        int labelType=DIST_LABEL_CCOMP //dst输出8位或者32位的浮点数,单一通道,大小与输入图像一致
    )
    
    cv::watershed(
        InputArray image, 
        InputOutputArray  markers
    )
    处理流程
        1. 将白色背景变成黑色-目的是为后面的变换做准备
        2. 使用filter2D与拉普拉斯算子实现图像对比度提高,sharp
        3. 转为二值图像通过threshold
        4. 距离变换
        5. 对距离变换结果进行归一化到[0~1]之间
        6. 使用阈值,再次二值化,得到标记
        7. 腐蚀得到每个Peak - erode
        8. 发现轮廓 – findContours
        9. 绘制轮廓- drawContours
        10. 分水岭变换 watershed
        11. 对每个分割区域着色输出结果
    int main(int argc, char** argv) {
        char input_win[] = "input image";
        char watershed_win[] = "watershed segmentation demo";
        Mat src = imread(STRPAHT2);
        if (src.empty()) {
            printf("could not load image...
    ");
            return -1;
        }
        namedWindow(input_win, CV_WINDOW_AUTOSIZE);
        imshow(input_win, src);
    
        
        // 将白色背景变成黑色-为后面的变换做准备
        for (int row = 0; row < src.rows; row++) {
            for (int col = 0; col < src.cols; col++) {
                if (src.at<Vec3b>(row, col) == Vec3b(255, 255, 255)) {
                    src.at<Vec3b>(row, col)[0] = 0;
                    src.at<Vec3b>(row, col)[1] = 0;
                    src.at<Vec3b>(row, col)[2] = 0;
                }
            }
        }
        //namedWindow("black background", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
        //imshow("black background", src);
        
        
        // sharpen
        Mat kernel = (Mat_<float>(3, 3) << 1, 1, 1, 1, -8, 1, 1, 1, 1);
        Mat imgLaplance;
        Mat sharpenImg = src;
        //使用filter2D与拉普拉斯算子实现图像对比度提高,sharp
        filter2D(src, imgLaplance, CV_32F, kernel, Point(-1, -1), 0, BORDER_DEFAULT);
        src.convertTo(sharpenImg, CV_32F);
        Mat resultImg = sharpenImg - imgLaplance;
    
        resultImg.convertTo(resultImg, CV_8UC3);
        imgLaplance.convertTo(imgLaplance, CV_8UC3);
        imshow("sharpen image", resultImg);
    
        
        // convert to binary
        Mat binaryImg;
        cvtColor(src, resultImg, CV_BGR2GRAY);
        // 转为二值图像通过threshold
        threshold(resultImg, binaryImg, 40, 255, THRESH_BINARY | THRESH_OTSU);
        imshow("binary image", binaryImg);
    
        
        Mat distImg;
        // 每一个非零点距离离自己最近的零点的距离
        distanceTransform(binaryImg, distImg, DIST_L1, CV_DIST_C, 5);
    
        // 归一化
        normalize(distImg, distImg, 0, 1, NORM_MINMAX);
        imshow("distance result", distImg);
    
        // 使用阈值,再次二值化,得到标记
        threshold(distImg, distImg, .4, 1, THRESH_BINARY);
        Mat k1 = Mat::ones(13, 13, CV_8UC1);
        // 膨胀/腐蚀
        erode(distImg, distImg, k1, Point(-1, -1));
        imshow("distance binary image", distImg);
    
        // markers 
        Mat dist_8u;
        distImg.convertTo(dist_8u, CV_8U);
        vector<vector<Point>> contours;
        // 发现轮廓
        findContours(dist_8u, contours, RETR_EXTERNAL, CHAIN_APPROX_SIMPLE, Point(0, 0));
    
        // 绘制轮廓
        Mat markers = Mat::zeros(src.size(), CV_32SC1);
        for (size_t i = 0; i < contours.size(); i++) {
            drawContours(markers, contours, static_cast<int>(i), Scalar::all(static_cast<int>(i) + 1), -1);
        }
        circle(markers, Point(5, 5), 3, Scalar(255, 255, 255), -1);
        imshow("my markers", markers * 1000);
    
        
        // 分水岭变换
        watershed(src, markers);
        Mat mark = Mat::zeros(markers.size(), CV_8UC1);
        markers.convertTo(mark, CV_8UC1);
        bitwise_not(mark, mark, Mat());
        imshow("watershed image", mark);
    
        // 对每个分割区域着色输出结果
        vector<Vec3b> colors;
        for (size_t i = 0; i < contours.size(); i++) {
            int r = theRNG().uniform(0, 255);
            int g = theRNG().uniform(0, 255);
            int b = theRNG().uniform(0, 255);
            colors.push_back(Vec3b((uchar)b, (uchar)g, (uchar)r));
        }
    
        Mat dst = Mat::zeros(markers.size(), CV_8UC3);
        for (int row = 0; row < markers.rows; row++) {
            for (int col = 0; col < markers.cols; col++) {
                int index = markers.at<int>(row, col);
                if (index > 0 && index <= static_cast<int>(contours.size())) {
                    dst.at<Vec3b>(row, col) = colors[index - 1];
                }
                else {
                    dst.at<Vec3b>(row, col) = Vec3b(0, 0, 0);
                }
            }
        }
        imshow("Final Result", dst);
        
        waitKey(0);
        return 0;
    }
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    关于阿里ICON矢量图(SVG)上传问题.
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/osbreak/p/11505002.html
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