計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)（OpenCV）（微課版） 課件 第5章 簡單的圖像處理

簡單的圖像處理第5章0學(xué)習(xí)目標(biāo)1.項(xiàng)目介紹2.圖像處理項(xiàng)目原理3.圖像處理項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)附：計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用場景學(xué)習(xí)目標(biāo)了解圖像處理的基本知識了解圖像的旋轉(zhuǎn)和平移實(shí)現(xiàn)方法；了解圖像的形態(tài)學(xué)處理方法；掌握OpenCV中的旋轉(zhuǎn)、平移、鏡像、翻轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的具體算法。掌握OpenCV中的形態(tài)學(xué)處理實(shí)現(xiàn)的具體算法。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.項(xiàng)目介紹圖像處理是指對圖像進(jìn)行分析、加工和處理，使其滿足視覺、心理或其他要求的技術(shù)。圖像處理是信號處理在圖像領(lǐng)域上的一個應(yīng)用。本項(xiàng)目主要實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖像的平移、旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)、形態(tài)學(xué)處理等基本的圖像處理功能。本項(xiàng)目中，首先你將了解如何通過OpenCV完成對于圖像的旋轉(zhuǎn)和平移。旋轉(zhuǎn)和平移圖像是我們學(xué)習(xí)利用OpenCV完成對圖像進(jìn)行其它變化的良好的基礎(chǔ)。在圖像處理中，對于圖像形態(tài)學(xué)的應(yīng)用相當(dāng)?shù)膹V泛，主要應(yīng)用在對于圖像的預(yù)處理操作當(dāng)中，尤其是在對二值圖像的預(yù)處理和分析方面，本項(xiàng)目還將帶你了解形態(tài)學(xué)方面的知識。1.項(xiàng)目介紹2.圖像處理項(xiàng)目原理圖像旋轉(zhuǎn)和平移是圖像編輯中最基本的操作之一。兩者都屬于廣義的仿射變換。因此，在學(xué)習(xí)更復(fù)雜的轉(zhuǎn)換之前，你應(yīng)該首先學(xué)習(xí)旋轉(zhuǎn)和平移圖像，使用OpenCV中可用的函數(shù)。我們通過getRotationMatrix2D()獲取2D旋轉(zhuǎn)矩陣，然后完成了對于圖像的旋轉(zhuǎn)。具體是通過warpAffine()將旋轉(zhuǎn)拒轉(zhuǎn)施加在圖像上完成對圖像繞著中心旋轉(zhuǎn)所需的角度。接著通過明確定義了轉(zhuǎn)換矩陣，包含有想要圖像沿著x，y軸移動的信息。同樣利用warpAffine()函數(shù)對圖像進(jìn)行變換。2.1圖像的翻轉(zhuǎn)處理形態(tài)學(xué)，即數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)(MathematicalMorphology)，是圖像處理過程中非常重要的一個研究方向。形態(tài)學(xué)主要從圖像內(nèi)提取其分量信息，該分量信息通常對于表達(dá)和描繪圖像的形狀具有重要的意義，通常是圖像理解時所使用的最為本質(zhì)的形狀特征。圖像形態(tài)學(xué)是二值圖像分析的重要分支學(xué)科。圖像形態(tài)學(xué)能夠從圖像中提取出對于表達(dá)和描繪區(qū)域形狀有意義、或者是我們所感興趣的區(qū)域形狀的圖像分量，使后續(xù)的處理工作對于整幅圖像而言更具有針對性，能夠抓住目標(biāo)對象最為本質(zhì)（最具區(qū)分能力—mostdiscrimination）的形狀特征，例如某一目標(biāo)范圍、邊界、連通區(qū)域等。圖像形態(tài)學(xué)主要分為：膨脹（dilate）、腐蝕（erode）、開運(yùn)算（open）、閉運(yùn)算（colse）、黑帽（blackHat）、頂帽（topHat）、形態(tài)學(xué)梯度（gradient）、擊中擊不中（hitandmiss）這些操作。2.2形態(tài)學(xué)處理3.圖像處理項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)分為三步操作:1.首先，你需要得到旋轉(zhuǎn)的中心。這通常是你要旋轉(zhuǎn)的圖像的中心。2.接下來，創(chuàng)建2d旋轉(zhuǎn)矩陣。OpenCV提供了我們在上面討論過的getRotationMatrix2D()函數(shù)。3.最后，使用在上一步中創(chuàng)建的旋轉(zhuǎn)矩陣對圖像應(yīng)用仿射變換。OpenCV中的warpAffine()函數(shù)完成這項(xiàng)工作。3.1使用OpenCV進(jìn)行圖像旋轉(zhuǎn)首先讀取圖像，獲得圖像的寬度和高度。接下來，像旋轉(zhuǎn)一樣，創(chuàng)建一個變換矩陣，這是一個2D數(shù)組。這個矩陣包含沿x軸和y軸移動圖像所需的信息。同樣，在旋轉(zhuǎn)中，在最后一步中使用warpAffine()函數(shù)來應(yīng)用仿射轉(zhuǎn)換。3.2使用OpenCV平移圖像要實(shí)現(xiàn)鏡像圖像，我們需要從左到右逐行反轉(zhuǎn)矩陣。3.3使用OpenCV鏡像圖像要實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)圖像，我們需要將矩陣從上到下逐列反轉(zhuǎn)。3.4使用OpenCV翻轉(zhuǎn)圖像形態(tài)學(xué)操作主要包括：腐蝕、膨脹、開運(yùn)算、閉運(yùn)算、形態(tài)學(xué)梯度運(yùn)算、頂帽運(yùn)算（禮帽運(yùn)算）、黑帽運(yùn)算等操作。其中，腐蝕和膨脹是形態(tài)學(xué)中最基本的運(yùn)算，其他方法都是基于這兩種運(yùn)算組合而成的。3.3形態(tài)學(xué)處理實(shí)現(xiàn)應(yīng)用案例：生產(chǎn)制造生產(chǎn)制造制