图像平滑
模糊/平滑图片来消除图片噪声
OpenCV函数:cv2.blur(), cv2.GaussianBlur(), cv2.medianBlur(), cv2.bilateralFilter()
2D 卷积
OpenCV中用cv2.filter2D()实现卷积操作,比如我们的核是下面这样(3×3区域像素的和除以10):
img = cv2.imread('lena.jpg') # 定义卷积核 kernel = np.ones((3, 3), np.float32) / 10 # 卷积操作,-1表示通道数与原图相同 dst = cv2.filter2D(img, -1, kernel)
卷积操作,-1表示通道数与原图相同
dst = cv2.filter2D(img, -1, kernel)
定义卷## 标题积核
kernel = np.ones((3, 3), np.float32) / 10
卷积操作,-1表示通道数与原图相同
dst = cv2.filter2D(img, -1, kernel)
模糊和滤波
它们都属于卷积,不同滤波方法之间只是卷积核不同(对线性滤波而言)
低通滤波器是模糊,高通滤波器是锐化
常见噪声有 椒盐噪声 和 高斯噪声 ,椒盐噪声可以理解为斑点,随机出现在图像中的黑点或白点;高斯噪声可以理解为拍摄图片时由于光照等原因造成的噪声。
均值滤波
均值滤波是一种最简单的滤波处理,它取的是卷积核区域内元素的均值,用 cv2.blur() 实现,如3×3的卷积核:
img = cv2.imread('lena.jpg') # 均值模糊 blur = cv2.blur(img,(3,3)
高斯滤波
不同于均值滤波,高斯滤波的卷积核权重并不相同:中间像素点权重最高,越远离中心的像素权重越小,类似于正态分布。
OpenCV中对应函数为 cv2.GaussianBlur(src,ksize,sigmaX) ,指定的高斯核的宽和高必须为奇数。
img = cv2.imread(‘gaussian_noise.bmp')
均值滤波vs高斯滤波
blur = cv2.blur(img, (5, 5)) # 均值滤波 gaussian = cv2.GaussianBlur(img, (5, 5), 1) # 高斯滤波
参数3,σx值越大,模糊效果越明显。高斯滤波相比均值滤波效率要慢,但可以有效消除高斯噪声,能保留更多的图像细节,所以经常被称为最有用的滤波器。
中值滤波
中值又叫中位数,是所有数排序后取中间的值。中值滤波就是用区域内的中值来代替本像素值,所以那种孤立的斑点,如0或255很容易消除掉,适用于去除椒盐噪声和斑点噪声。中值是一种非线性操作,效率相比前面几种线性滤波要慢。
img = cv2.imread(‘salt_noise.bmp', 0)
双边滤波
操作基本都会损失掉图像细节信息,尤其前面介绍的线性滤波器,图像的边缘信息很难保留下来。然而,边缘(edge)信息是图像中很重要的一个特征,所以这才有了双边滤波。用cv2.bilateralFilter()函数实现:
img = cv2.imread(‘lena.jpg')
形态学操作
包括膨胀、腐蚀、开运算和闭运算等形态学操作
OpenCV函数:cv2.erode(), cv2.dilate(), cv2.morphologyEx()
腐蚀
腐蚀的效果是把图片”变瘦”,其原理是在原图的小区域内取局部最小值。因为是二值化图,只有0和255,所以小区域内有一个是0该像素点就为0:
OpenCV中用cv2.erode()函数进行腐蚀,只需要指定核的大小就行:
import cv2 import numpy as np img = cv2.imread(‘j.bmp', 0) kernel = np.ones((5, 5), np.uint8) erosion = cv2.erode(img, kernel) # 腐蚀
这个核也叫结构元素,因为形态学操作其实也是应用卷积来实现的。结构元素可以是矩形/椭圆/十字形,可以用cv2.getStructuringElement()来生成不同形状的结构元素,比如:
kernel = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT, (5, 5)) # 矩形结构 kernel = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_ELLIPSE, (5, 5)) # 椭圆结构 kernel = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_CROSS, (5, 5)) # 十字结构
膨胀
膨胀与腐蚀相反,取的是局部最大值,效果是把图片”变胖”:
dilation = cv2.dilate(img, kernel) # 膨胀
开/闭运算
先腐蚀后膨胀叫开运算(因为先腐蚀会分开物体,这样容易记住),其作用是:分离物体,消除小区域。这类形态学操作用 cv2.morphologyEx() 函数实现:
kernel = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT, (5, 5)) img = cv2.imread(‘j_noise_out.bmp', 0)
开运算
opening = cv2.morphologyEx(img, cv2.MORPH_OPEN, kernel)
闭运算则相反:先膨胀后腐蚀(先膨胀会使白色的部分扩张,以至于消除/“闭合”物体里面的小黑洞,所以叫闭运算)
closing = cv2.morphologyEx(img, cv2.MORPH_CLOSE, kernel)
形态学梯度
膨胀图减去腐蚀图,dilation - erosion,这样会得到物体的轮廓:
gradient = cv2.morphologyEx(img, cv2.MORPH_GRADIENT, kernel)
顶帽
原图减去开运算后的图:src - opening
tophat = cv2.morphologyEx(img, cv2.MORPH_TOPHAT, kernel)
黑帽
闭运算后的图减去原图:closing - src
blackhat = cv2.morphologyEx(img, cv2.MORPH_BLACKHAT, kernel)
给图片换背景的源代码。欢迎一起学习的小伙伴指教!
#imagechuli import cv2 import time import numpy as np #图片名子 name = "1.jpg" #程序计时 start = time.perf_counter() #显示图片 img=cv2.imread("./input_image/3.jpg") #图片缩放 img = cv2.resize(img,None,fx = 0.5,fy = 0.5) rows,cols,channels = img.shape #print(rows,cols,channels) cv2.resizeWindow("origin", 0, 0); #cv2.imshow("origin",img) #转换为二值化图像 hsv = cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2HSV) rows,cols,channels = hsv.shape #图片的二值化处理 lower_blue = np.array([90,70,70]) upper_blue = np.array([110,255,255]) mask = cv2.inRange(hsv,lower_blue,upper_blue) def shap(): #图像的腐蚀 kernel = np.ones((4, 4), np.uint8) erode=cv2.erode(mask,kernel,iterations=1) #cv2.imshow("erode",erode) #膨胀操作 kernel = np.ones((2, 2), np.uint8) dilate=cv2.dilate(erode,None,iterations=3) #cv2.imshow("dilate",dilate) #循环遍历 for i in range(rows): for j in range(cols): if dilate[i,j]==255: img[i,j]=(0,0,255)#注意是BGR通道,不是RGB #cv2.imshow("res",img) bianyuanchuli() #cv2.destroyAllWindows() def bianyuanchuli(): #图像边缘检测的内核大小 data = (900,1100) img_copy = img.copy() imgCanny = cv2.Canny(img, *data) #cv2.imshow("imgcanny",imgCanny) # 创建矩形结构 g = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT, (5, 5)) g2 = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT, (7, 7)) # 膨化处理 # 更细腻 img_dilate = cv2.dilate(imgCanny, g,iterations=1) #cv2.imshow("img_dilate",img_dilate) # 更粗大 img_dilate2 = cv2.dilate(imgCanny, g2) shape = img_dilate.shape # 提取 for i in range(shape[0]): for j in range(shape[1]): if img_dilate2[i, j] == 0: # 二维定位到三维 img[i, j] = [0, 0, 0] #cv2.imshow('dst1', img) dst = cv2.GaussianBlur(img, (3, 3), 0, 0, cv2.BORDER_DEFAULT) for i in range(shape[0]): for j in range(shape[1]): if img_dilate[i, j] != 0: # 二维定位到三维 img_copy[i, j] = dst[i, j] #cv2.imshow('dst', img_copy) cv2.imwrite("./out_image/3.jpg",img_copy) shap() # 窗口等待的命令,0表示无限等待 cv2.destroyAllWindows() cv2.waitKey(0) dur = time.perf_counter() - start print("程序总用时:{:.2f}s".format(dur))
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