当图像内的各个子图没有连接时,可以直接使用形态学的腐蚀操作确定前景对象,但是如果图像内的子图连接在一起时,就很难确定前景对象了。此时,借助于距离变换函数
cv2.distanceTransform()可以方便地将前景对象提取出来。
距离变换函数 cv2.distanceTransform()计算二值图像内任意点到最近背景点的距离。一般情况下,该函数计算的是图像内非零值像素点到最近的零值像素点的距离,即计算二值图像中所有像素点距离其最近的值为 0 的像素点的距离。当然,如果像素点本身的值为 0,则这个距离也为 0。
距离变换函数 cv2.distanceTransform()的计算结果反映了各个像素与背景(值为0的像素点)
的距离关系。通常情况下:
如果前景对象的中心(质心)距离值为 0 的像素点距离较远,会得到一个较大的值。
如果前景对象的边缘距离值为 0 的像素点较近,会得到一个较小的值。
如果对上述计算结果进行阈值化,就可以得到图像内子图的中心、骨架等信息。距离变换函数 cv2.distanceTransform()可以用于计算对象的中心,还能细化轮廓、获取图像前景等,有多种功能。
距离变换函数 cv2.distanceTransform()的语法格式为:
dst=cv2.distanceTransform(src, distanceType, maskSize[, dstType]])
src 是 8 位单通道的二值图像。
distanceType 为距离类型参数,其具体值和含义如表 17-1 所示。
maskSize 为掩模的尺寸,其可能的值如表 17-2 所示。需要注意,当 distanceType =cv2.DIST_L1 或 cv2.DIST_C 时,maskSize 强制为 3(因为设置为 3 和设置为 5 及更大值没有什么区别)。
dstType 为目标图像的类型,默认值为 CV_32F。
dst 表示计算得到的目标图像,可以是 8 位或 32 位浮点数,尺寸和 src 相同。
示例:使用距离变换函数 cv2.distanceTransform(),计算一幅图像的确定前景,并观察效果。
点击查看代码
img = cv2.imread('D:\pic\coin.png',cv2.IMREAD_UNCHANGED)
gray = cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2GRAY)
img=cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2RGB)
ishow=img.copy()
#对图像阈值化处理,得到二值图像,黑色背景,白色前景,前景为我们要提取的目标,背景为0,前景为1
ret, thresh = cv2.threshold(gray,0,255,cv2.THRESH_BINARY_INV+cv2.THRESH_OTSU)
#定义一个3*3的卷积核,卷积核的作用是将前景与背景分离
kernel = np.ones((3,3),np.uint8)
#对二值图像进行开运算,去除噪声,开运算是先腐蚀再膨胀的过程,它可以去除小的干扰块,平滑较大的对象边界,同时并不明显改变其面积
opening = cv2.morphologyEx(thresh,cv2.MORPH_OPEN,kernel, iterations = 2)
#距离变换,得到每一个前景像素点到最近的背景像素点的距离,然后对其进行阈值化处理,得到的结果就是前景
dist_transform = cv2.distanceTransform(opening,cv2.DIST_L2,5)
#对膨胀后的图像进行阈值化处理,得到前景,前景为我们要提取的目标,背景为0,前景为1,这样就得到了我们要提取的目标,但是目标并不连续
ret, fore = cv2.threshold(dist_transform,0.7*dist_transform.max(),255,0)
plt.subplot(131)
plt.imshow(ishow)
plt.axis('off')
plt.subplot(132)
plt.imshow(dist_transform)
plt.axis('off')
plt.subplot(133)
plt.imshow(fore)
plt.axis('off')
plt.show()