广告
返回顶部
首页 > 资讯 > 后端开发 > 其他教程 >openCV实现图像分割
  • 472
分享到

openCV实现图像分割

2024-04-02 19:04:59 472人浏览 薄情痞子
摘要

本次实验为大家分享了OpenCV实现图像分割的具体实现代码,供大家参考,具体内容如下 一.实验目的 进一步理解图像的阈值分割方法和边缘检测方法的原理。 掌握图像基本全局阈值方法和最大

本次实验为大家分享了OpenCV实现图像分割的具体实现代码,供大家参考,具体内容如下

一.实验目的

进一步理解图像的阈值分割方法和边缘检测方法的原理。
掌握图像基本全局阈值方法和最大类间方差法(otsu法)的原理并编程实现。
编程实现图像的边缘检测。

二.实验内容和要求

编程实现图像阈值分割(基本全局阈值方法和otsu法)和边缘检测。

三.实验主要仪器设备和材料

计算机,VS2017+OpenCV

四.实验原理与方法

图像的阈值分割的基本原理

图像的二值化处理图像分割中的一个主要内容,就是将图像上的点的灰度置为0或255,也就是讲整个图像呈现出明显的黑白效果。用I表示原图,R表示二值化后的图,则二值化的过程可以用以下公式表示:

thr表示选取的阈值。二值化的过程就是当原图的像素灰度值大于阈值就将其变白,否则就将其变黑。即将256个亮度等级的灰度图像通过适当的阀值选取而将图像变为二个级别灰度级,这样只有二个灰度级的图像在图像处理分析过程中占有非常重要的地位,特别是在实用的图像处理中。
根据对全图使用统一阈值还是对不同区域使用不同阈值,可以分为全局阈值方法(global thresholding)和局部阈值方法(local thresholding,也叫做自适应阈值方法adaptive thresholding);这种与坐标相关的阈值也叫动态阈值,具体的方法,可以参考相关的图像处理书籍。

1、基本全局阈值方法,即在整个图像中所有的象素点,其阈值thr相同,具体步骤为:

(1)选取一个初始估计值T;
(2)用T分割图像。这样便会生成两组像素集合:G1由所有灰度值大于T的像素组成,而G2由所有灰度值小于或等于T的像素组成。
(3)对G1和G2中所有像素计算平均灰度值u1和u2。
(4)计算新的阈值:T=(u1 + u2)/2。
(5)重复步骤(2)到(4),直到得到的T值之差小于一个事先定义的参数T0。

2、Otsu方法的算法步骤为:

(1)先计算图像的归一化直方图;
(2)i表示分类的阈值,也即一个灰度级,从0开始迭代;
(3)通过归一化的直方图,统计0~i 灰度级的像素(背景像素) 所占整幅图像的比例w0,并统计背景像素的平均灰度u0;统计i~255灰度级的像素(前景像素) 所占整幅图像的比例w1,并统计前景像素的平均灰度u1;
(4)计算前景像素和背景像素的方差 g = w0w1(u0-u1) (u0-u1)
(5)i++,直到i为256时结束迭代;
(6)将最大g相应的i值作为图像的全局阈值。

边缘检测

图像中边缘的检测可以借助一阶和二阶微分实现,常见的一阶边缘检测算子包括Roberts算子、Prewitt算子和Sobel算子,二阶算子主要是Laplacian算子,由于受噪声影响比较大,往往在使用之前先对图像进行平滑处理,LOG算子就是先对图像进行高斯平滑,然后进行拉普拉斯变换并求零交叉点。Canny算子是最优的边缘检测算子。

五.实验内容

1、图像的阈值分割:

图像为车牌图像,编写代码实现基本全局阈值法和Otsu法,比较分割结果。

2、边缘检测

用边缘检测算子对车牌图像进行处理,可以用梯度算子、Laplacian算子或Canny算子(Canny算子可以直接用OpenCV函数)。比较先阈值分割后边缘检测和直接对图像进行边缘检测这两种情况的结果是否有差别。
注意:这里提取灰度边缘即可。

代码:


#include "pch.h"
#include <iOStream> 

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

// 拉普拉斯锐化函数
void LaplacianSharpDeal(const Mat &src, Mat &dst) {
 if (!src.data)return;
 for (int i = 0; i < src.rows; ++i)
  for (int j = 0; j < src.cols; ++j) {
   float a;
   if (i > 1 && i < src.rows - 1 && j > 1 && j < src.cols - 1) {
    a = 5 * (float)src.at<uchar>(i, j) - (float)src.at<uchar>(i - 1, j) - (float)src.at<uchar>(i, j - 1) -
     (float)src.at<uchar>(i, j + 1) - (float)src.at<uchar>(i + 1, j);
   }
   else {//边缘赋值
    a = src.at<uchar>(i, j);
   }
   if (a > 255 || a < 0) {
    dst.at<uchar>(i, j) = src.at<uchar>(i, j);
   }
   else {
    dst.at<uchar>(i, j) = a;
   }
  }
}

// 基本全局阈值方法函数
int BasicGlobalThreshold(Mat src, float oldValue)
{ 
 int cols = src.cols;
 int rows = src.rows;
 float G1 = 0;
 float G2 = 0;
 float g1 = 0;
 float g2 = 0;
 float u1 = 0;
 float u2 = 0;
 float T0 = 0;
 // 计算灰度直方图分布,统计像素数和频率
 for (int i = 0; i < rows; i++)
 {
  for (int j = 0; j < cols; j++)
  {
   if (src.at<uchar>(i, j) > oldValue)
   {
    G1 += src.at<uchar>(i, j);
    g1 += 1;
   }
   else
   {
    G2 += src.at<uchar>(i, j);
    g2 += 1;
   }
  }
 }
 u1 = G1 / g1;
 u2 = G2 / g2;
 T0 = (u1 + u2) / 2;
 std::cout << T0 << std::endl;
 if (abs(oldValue - T0) < 0.1) {
  return T0;
 }
 else
 {
  BasicGlobalThreshold(src, T0);
 }
}

// Otsu方法函数
int Otsu(Mat src)
{
 int cols = src.cols;
 int rows = src.rows;
 int nPixelNum = cols * rows;
 // 初始化
 int pixelNum[256];
 double probability[256];
 for (int i = 0; i < 256; i++)
 {
  pixelNum[i] = 0;
  probability[i] = 0.0;
 }
 // 统计像素数和频率
 for (int i = 0; i < rows; i++)
 {
  for (int j = 0; j < cols; j++)
  {
   pixelNum[src.at<uchar>(i, j)]++;
  }
 }
 for (int i = 0; i < 256; i++)
 {
  probability[i] = (double)0.1*pixelNum[i] / nPixelNum;
 }
 // 计算
 int Threshold = 0;          // 最佳阈值
 double MaxDelta = 0.0;      // 最大类间方差
 double Mean_0 = 0.0;        // 左边平均值
 double Mean_1 = 0.0;        // 右边平均值
 double Delta = 0.0;         // 类间方差
 double Mean_0_temp = 0.0;   // 左边平均值中间值
 double Mean_1_temp = 0.0;   // 右边平均值中间值
 double Probability_0 = 0.0;       // 左边频率值
 double Probability_1 = 0.0;       // 右边频率值
 for (int j = 0; j < 256; j++)
 {
  for (int i = 0; i < 256; i++)
  {
   if (i < j)// 前半部分
   {
    Probability_0 += probability[i];
    Mean_0_temp += i * probability[i];
   }
   else      // 后半部分
   {
    Probability_1 += probability[i];
    Mean_1_temp += i * probability[i];
   }
  }
  // 计算平均值
  // Mean_0_teamp计算的是前半部分的灰度值的总和除以总像素数,
  // 所以要除以前半部分的频率才是前半部分的平均值,后半部分同样
  Mean_0 = Mean_0_temp / Probability_0;
  Mean_1 = Mean_1_temp / Probability_1;
  Delta = (double)(Probability_0 * Probability_1 * pow((Mean_0 - Mean_1), 2));
  if (Delta > MaxDelta)
  {
   MaxDelta = Delta;
   Threshold = j;
  }
  // 相关参数归零
  Probability_0 = 0.0;
  Probability_1 = 0.0;
  Mean_0_temp = 0.0;
  Mean_1_temp = 0.0;
  Mean_0 = 0.0;
  Mean_1 = 0.0;
  Delta = 0.0;
 }
 return Threshold;
}

void main() {
 Mat image = imread("A1.bmp", 0);
 Mat image1,image2;
 Mat image3(image.size(), image.type());
 Mat image4(image.size(), image.type());

 std::cout << "基本全局阈值方法" << std::endl;

 int OstuThreshold1 = BasicGlobalThreshold(image, 0.01);
 int OstuThreshold2 = Otsu(image);

 std::cout << "Otsu方法" << std::endl;
 std::cout << OstuThreshold2 << std::endl;
 threshold(image, image1, OstuThreshold1, 255, CV_THRESH_OTSU);
 threshold(image, image2, OstuThreshold2, 255, CV_THRESH_OTSU);

 LaplacianSharpDeal(image2, image3);
 LaplacianSharpDeal(image, image4);
 
 imshow("基本全局阈值方法", image1);
 imshow("Otsu方法", image2);
 imshow("先阈值分割后边缘检测", image3);
 imshow("直接对图像进行边缘检测", image4);
 waiTKEy();
}

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持编程网。

--结束END--

本文标题: openCV实现图像分割

本文链接: https://www.lsjlt.com/news/134683.html(转载时请注明来源链接)

有问题或投稿请发送至: 邮箱/279061341@qq.com    QQ/279061341

本篇文章演示代码以及资料文档资料下载

下载Word文档到电脑,方便收藏和打印~

下载Word文档
猜你喜欢
  • openCV实现图像分割
    本次实验为大家分享了openCV实现图像分割的具体实现代码,供大家参考,具体内容如下 一.实验目的 进一步理解图像的阈值分割方法和边缘检测方法的原理。 掌握图像基本全局阈值方法和最大...
    99+
    2022-11-12
  • 基于OpenCV实现图像分割
    本文实例为大家分享了基于OpenCV实现图像分割的具体代码,供大家参考,具体内容如下 1、图像阈值化 源代码: #include "opencv2/highgui/highgui...
    99+
    2022-11-12
  • OpenCV中图像如何实现分割与修复
    这篇文章给大家分享的是有关OpenCV中图像如何实现分割与修复的内容。小编觉得挺实用的,因此分享给大家做个参考,一起跟随小编过来看看吧。背景图像分割本质就是将前景目标从背景中分离出来。在当前的实际项目中,应用传统分割的并不多,大多是采用深度...
    99+
    2023-06-29
  • python+opencv图像分割如何实现分割不规则ROI区域
    这篇文章将为大家详细讲解有关python+opencv图像分割如何实现分割不规则ROI区域,小编觉得挺实用的,因此分享给大家做个参考,希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获。python有哪些常用库python常用的库:1.requesuts...
    99+
    2023-06-14
  • C++中实现OpenCV图像分割与分水岭算法
    分水岭算法是一种图像区域分割法,在分割的过程中,它会把跟临近像素间的相似性作为重要的参考依据,从而将在空间位置上相近并且灰度值相近的像素点互相连接起来构成一个封闭的轮廓,封闭性是分水...
    99+
    2022-11-12
  • Python 第三方opencv库实现图像分割处理
    目录前言1.加载图片2.对图片做灰度处理3.对图片做二值化处理3.1.自定义阈值4.提取轮廓5.对轮廓画矩形框6.分割图片并保存7.查看分割图片8.完整代码前言 所需要安装的库有: ...
    99+
    2022-11-11
  • python+opencv图像分割实现分割不规则ROI区域方法汇总
    在图像分割领域,一个重要任务便是分割出感兴趣(ROI)区域。如果是简易的矩形ROI区域其实是非常容易分割的,opencv的官方python教程里也有教到最简易的矩形ROI分割(剪裁)...
    99+
    2022-11-12
  • OpenCV 图像分割实现Kmean聚类的示例代码
    目录1 Kmean图像分割2 流程3 实现1 Kmean图像分割 按照Kmean原理,对图像像素进行聚类。优点:此方法原理简单,效果显著。缺点:实践发现对于前景和背景颜色相近或者颜色...
    99+
    2022-11-13
  • OpenCV基于距离变换和分水岭实现图像分割
    目录一.图像分割二.基于距离变换和分水岭的图像分割代码实现图像处理效果一.图像分割 图像分割是根据灰度、颜色、纹理和形状等特征,把图像分成若干个特定的、具有独特性质的区域,这些特征在...
    99+
    2022-11-13
  • C++中怎么实现OpenCV图像分割与分水岭算法
    小编给大家分享一下C++中怎么实现OpenCV图像分割与分水岭算法,相信大部分人都还不怎么了解,因此分享这篇文章给大家参考一下,希望大家阅读完这篇文章后大有收获,下面让我们一起去了解一下吧!分水岭算法是一种图像区域分割法,在分割的过程中,它...
    99+
    2023-06-15
  • OpenCV基于分水岭算法的图像分割怎么实现
    本文小编为大家详细介绍“OpenCV基于分水岭算法的图像分割怎么实现”,内容详细,步骤清晰,细节处理妥当,希望这篇“OpenCV基于分水岭算法的图像分割怎么实现”文章能帮助大家解决疑惑,下面跟着小编的思路慢慢深入,一起来学习新知识吧。1. ...
    99+
    2023-07-05
  • python中的opencv 图像分割与提取
    目录图像分割与提取用分水岭算法实现图像分割与提取算法原理相关函数介绍分水岭算法图像分割实例交互式前景提取图像分割与提取 图像中将前景对象作为目标图像分割或者提取出来。对背景本身并无兴...
    99+
    2022-11-11
  • Python 深入了解opencv图像分割算法
    本文主要是基于Python Opencv 实现的图像分割,其中使用到的opencv的函数有: 使用 OpenCV 函数 cv::filter2D 执行一些拉普拉斯滤波以进行...
    99+
    2022-11-12
  • OpenCV利用K-means实现根据颜色进行图像分割
    目录K-means算法分割应用:分类实例 K-means算法分割 K-means是一种经典的无监督聚类算法---不需要人工干预。 算法原理: (1)随机选择两个中心点; ...
    99+
    2022-11-13
    OpenCV K-means图像分割 OpenCV 图像分割 OpenCV K-means
  • OpenCV-Python使用分水岭算法实现图像的分割与提取
    目录图像分割分水岭算法waterShed函数形态学分割distanceTransform函数确定未知区域ConnectedComponents函数实战分水岭算法随着当今世界的发展,计...
    99+
    2022-11-12
  • Java实现图像分割功能
    使用Java实现图像分割,供大家参考,具体内容如下 为减少动画制作过程中的IO操作,我们可以使用连续动画来改善动画播放效率。 假如我们有如下的一张图像: 如果我们对图像中的每张小图...
    99+
    2022-11-12
  • Python怎么实现图像分割
    本篇内容介绍了“Python怎么实现图像分割”的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧!希望大家仔细阅读,能够学有所成!方法一import randomimpo...
    99+
    2023-06-29
  • 怎么使用Python第三方opencv库实现图像分割处理
    这篇文章主要介绍了怎么使用Python第三方opencv库实现图像分割处理的相关知识,内容详细易懂,操作简单快捷,具有一定借鉴价值,相信大家阅读完这篇怎么使用Python第三方opencv库实现图像分割处理文章都会有所收获,下面我们一起来看...
    99+
    2023-07-02
  • OpenCV实战记录之基于分水岭算法的图像分割
    目录0. 前言1. 分水岭算法2. 分水岭算法直观理解3. 完整代码总结0. 前言 分水岭变换是一种流行的图像处理算法,用于快速将图像分割成同质区域。分水岭变换主要基于以下思想:当图...
    99+
    2023-02-22
    opencv 分水岭算法 opencv图像分割算法 opencv 分水岭算法应用
  • OpenCV图像分割之分水岭算法与图像金字塔算法详解
    目录前言一、使用分水岭算法分割图像1、cv2.distanceTransform()函数2、cv2.connectedComponents()函数3、cv2.watershed()函...
    99+
    2022-11-12
软考高级职称资格查询
编程网,编程工程师的家园,是目前国内优秀的开源技术社区之一,形成了由开源软件库、代码分享、资讯、协作翻译、讨论区和博客等几大频道内容,为IT开发者提供了一个发现、使用、并交流开源技术的平台。
  • 官方手机版

  • 微信公众号

  • 商务合作