OpenCV使用分水嶺演算法實現影象分割

阿新 • • 發佈：2022-04-12

一、概述

　　案例：使用分水嶺演算法實現影象的分割實現

　　API：介紹參考上一遍

　　實現步驟：

　　　　1.輸入影象

　　　　2.灰度化

　　　　3.二值化

　　　　4.執行距離變換

　　　　5.歸一化

　　　　6.二值化

　　　　7.生成marker：通過findContours+drawContours來建立一個marker

　　　　8.將7生成的marker放入分水嶺函式：watershed

　　　　9.給marker著色

　　　　10.輸出著色後的影象

　　ps：此演算法關鍵點在於生成marker。生成marker之後其實已經完成了演算法，後面的著色只是為了讓輸出更加好看。

二、程式碼樣例

 Mat src = imread(filePath);//輸入原圖
    if(src.empty()){
        //
        qDebug()<<"影象為空";
        return;
    }
    //影象灰度化
    Mat gray;
    cvtColor(src,gray,COLOR_BGR2GRAY);
    //影象二值化
    Mat binary;
    threshold(gray,binary,0,255,THRESH_BINARY|cv::THRESH_OTSU);
    imshow("binary",binary);
    qDebug() 
<<"binary....";
    //執行距離變換
    Mat dist;
    distanceTransform(binary,dist,DistanceTypes::DIST_L2,3,CV_32F);
    qDebug()<<"distanceTransform....";
    normalize(dist,dist,0.0,1.0,NORM_MINMAX);//歸一化0~1之間
    qDebug()<<"normalize....";
    //重新二值化預值
    threshold(dist,dist,0.1,1.0,THRESH_BINARY);
    qDebug() 
<<"threshold....";
    normalize(dist,dist,0,255,NORM_MINMAX);
    qDebug()<<"normalize....";
    dist.convertTo(dist,CV_8UC1);//
    qDebug()<<"convertTo....";

    //開始生成marker並繪製出來
    vector<vector<Point>> contours;
    vector<Vec4i> heri;
    findContours(dist,contours,RETR_CCOMP,CHAIN_APPROX_SIMPLE);
    qDebug()<<"findContours....";

    Mat marker = Mat::zeros(dist.size(),CV_32S);
    for(size_t i = 0;i<contours.size();i++){
        drawContours(marker,contours,i,Scalar(i+1),-1, 8, heri, INT_MAX);
    }
    qDebug()<<"drawContours...."<<contours.size();
    circle(marker, Point(5, 5), 3, Scalar(255), -1);
    watershed(src,marker);
    qDebug()<<"watershed....";
//    marker.convertTo(marker,CV_8UC1);//ps:此處需要注意（到這裡實際上已經完成了演算法）。一旦不轉換就不能用imshow，一旦轉換了後面的marker著色就會出現異常
//    imshow("marker",marker);
    qDebug()<<"imshow(marker,marker);....";
    //生成顏色陣列
    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));
    }

    //給marker著色
    Mat finalResult = Mat::zeros(dist.size(),CV_8UC3);//三通道彩色影象
    int index = 0;
    for(int row = 0;row<marker.rows;row++){
        for(int col = 0;col<marker.cols;col++){
            index = marker.at<int>(row,col);
            if(index>0&&index<=contours.size()){
                finalResult.at<Vec3b>(row,col)  = colors[index-1];
            }else{
                finalResult.at<Vec3b>(row,col) = Vec3b(255,255,255);
            }
        }
    }
    imshow("finalResult",finalResult);