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opencv: 形态学 转换(图示+源码)

概述 OpenCV 中有七种形态学转换操作:腐蚀、膨胀、开运算、闭运算、形态学梯度、礼帽和黑帽。 API参考表 中文名英文名API原理个人理解腐蚀erodeerosion = cv2.erode(src=girl_pic, kernel=kernel)对滑窗中的像素点按位乘,再从中取最小值点作为输出。可以去除浅色噪点浅色成分被腐蚀膨胀dilatedilation = cv2.dilate(src=girl_pic, kernel=kernel)对滑窗中的像素点按位乘,再从中取最大值点作为输出。可以增加浅色成分浅色成分得膨胀开运算morphology-openopening = cv2.morphologyEx(girl_pic, cv2.MORPH_OPEN, kernel)先腐蚀,后膨胀,去除白噪点先合再开,对浅色成分不利闭运算morphology-closeclosing = cv2.morphologyEx(girl_pic, cv2.MORPH_CLOSE, kernel)先膨胀,后腐蚀,去除黑噪点先开再合,浅色成分得势形态学梯度morphology-grandientgradient = cv2.morphologyEx(girl_pic, cv2.MORPH_GRADIENT, kernel)一幅图像腐蚀与膨胀的区别,可以得到轮廓数值上解释为:膨胀减去腐蚀礼帽tophattophat = cv2.morphologyEx(girl_pic, cv2.MORPH_TOPHAT, kernel)原图像减去开运算的差数值上解释为:原图像减去开运算黑帽blackhatblackhat = cv2.morphologyEx(girl_pic, cv2.MORPH_BLACKHAT, kernel)闭运算减去原图像的差数值上解释为:闭运算减去原图像 实验思路:编写代码,实现OpenCV自带的七种形态学转换操作,并将生成的图片保存到 pic 文件夹中;使用礼帽生成的图像加上开运算生成的图像,看看是否能得到原图,并将生成的图片保存到 pic 文件夹中;使用闭运算生成的图像减去黑帽生成的图像,看看是否能得到原图,并将生成的图片保存到 pic 文件夹中;如果成功,则验证自己的思路是正确的。 Demo:原始图像(../pic/girl.jpg): 七种形态学转换操作: 腐蚀(../pic/erosion.jpg): 膨胀(../pic/dilation.jpg): 开运算(../pic/opening.jpg): 闭运算(../pic/closing.jpg): 形态学梯度(../pic/gradient.jpg): 礼帽(../pic/tophat.jpg): ClawUsage Windows Hardlock 通过聊天(Telegram / 飞书)执行本地 `clawusage` 监控命令。当用户输入 `/clawusage ...`,或提出“查看 Codex 用量”、“开启/关闭自动…”等请求时触发使用。 下载 黑帽(../pic/blackhat.jpg): 通过转换后的图像得到原图像: cv2.add(open, tophat)(../pic/open_and_tophat.jpg): close-blackhat(../pic/close_subtract_blackhat.jpg): 附上自己编写的实验代码:
# -*- coding: utf-8 -*- import cv2 import numpy as np

girl_pic = cv2.imread('../pic/girl.jpg') kernel = np.ones((5, 5), np.uint8)

腐蚀

erosion = cv2.erode(src=girl_pic, kernel=kernel) cv2.imshow('erosion', erosion) cv2.waitKey(2000) cv2.destroyAllWindows() cv2.imwrite('../pic/erosion.jpg', erosion)

膨胀

dilation = cv2.dilate(src=girl_pic, kernel=kernel) cv2.imshow('dilation', dilation) cv2.waitKey(2000) cv2.destroyAllWindows() cv2.imwrite('../pic/dilation.jpg', dilation)

开运算

opening = cv2.morphologyEx(girl_pic, cv2.MORPH_OPEN, kernel) cv2.imshow('opening', opening) cv2.waitKey(2000) cv2.destroyAllWindows() cv2.imwrite('../pic/opening.jpg', opening)

闭运算

closing = cv2.morphologyEx(girl_pic, cv2.MORPH_CLOSE, kernel) cv2.imshow('closing', closing) cv2.waitKey(2000) cv2.destroyAllWindows() cv2.imwrite('../pic/closing.jpg', closing)

形态学梯度

gradient = cv2.morphologyEx(girl_pic, cv2.MORPH_GRADIENT, kernel) cv2.imshow('gradient', gradient) cv2.waitKey(2000) cv2.destroyAllWindows() cv2.imwrite('../pic/gradient.jpg', gradient)

礼帽

tophat = cv2.morphologyEx(girl_pic, cv2.MORPH_TOPHAT, kernel) cv2.imshow('tophat', tophat) cv2.waitKey(2000) cv2.destroyAllWindows() cv2.imwrite('../pic/tophat.jpg', tophat)

黑帽

blackhat = cv2.morphologyEx(girl_pic, cv2.MORPH_BLACKHAT, kernel) cv2.imshow('blackhat', blackhat) cv2.waitKey(2000) cv2.destroyAllWindows() cv2.imwrite('../pic/blackhat.jpg', blackhat)

cv2.add(open, tophat)

open_and_tophat = cv2.add(opening, tophat) cv2.imshow('open_and_tophat', open_and_tophat) cv2.waitKey(2000) cv2.destroyAllWindows() cv2.imwrite('../pic/open_and_tophat.jpg', open_and_tophat)

close-blackhat

close_subtract_blackhat = closing - blackhat cv2.imshow('close_subtract_blackhat', close_subtract_blackhat) cv2.waitKey(2000) cv2.destroyAllWindows() cv2.imwrite('../pic/close_subtract_blackhat.jpg', close_subtract_blackhat)

实际遇到的问题及解决方法:在设计实验时,使用礼帽生成的图像加上开运算生成的图像能够得到原图,但使用黑帽生成的图像加上闭运算生成的图像却无法得到原图,反而得到了一张比闭运算图像更浅色的图片(如下): 经过思考,发现了问题所在:书上对黑帽的定义是: 但是却没有明确指出被减数和减数分别是谁。根据闭运算和黑帽的定义,我认为应该是: 即可得: 修改代码后进行验证,果然生成了原图像:

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