OpenCV-顶帽运算（TOPHAT）

Posted 2021-07-28 翟大宝Steven

原理

       形态学是图像处理中常见的名词，图像处理的形态学基本属于数学形态学的范畴，是一门建立在格论和拓扑学基础上的图像分析学科。顶帽运算是结合了腐蚀和膨胀的一种运算，原图减开运算结果图。

       简单来说，顶帽运算就是将原图减去开运算后的图像，放大了裂痕或局部低亮度区域。效果图见下方图1图2。

函数原型

void morphologyEx( InputArray src, OutputArray dst,
                   int op, InputArray kernel,
                   Point anchor = Point(-1,-1), int iterations = 1,
                   int borderType = BORDER_CONSTANT,
                   const Scalar& borderValue = morphologyDefaultBorderValue() );
其中op=MORPH_TOPHAT

参数说明

1. InputArray类型的src，输入图像，如Mat类型。
2. OutputArray类型的dst，输出图像。
3. int类型的op，选择不同的运算操作，顶帽运算则是MORPH_TOPHAT。
4. Point类型的anchor，锚点。默认值（-1，-1），表示位于单位中心，一般不用。
5. int类型的iterations，迭代使用的次数，默认值为1。
6. int类型的borderType，推断图像外部像素的边界模式，我OpenCV版本的默认值为BORDER_CONSTANT。如果图像边界需要扩展，则不同的模式下所扩展的像素，其生成原则不同。
7. const Scalar&类型的borderValue，当边界为常数时的边界值，默认值为morphologyDefaultBorderValue()。

测试代码

#include<iostream>
#include<opencv2/opencv.hpp>
#include<ctime>
using namespace std;
using namespace cv;
int main(void)
{
	cv::Mat test = cv::Mat::zeros(64, 64, CV_8UC1);
	cv::rectangle(test, cv::Rect(30, 30, 8, 8), 255, -1);
	cv::rectangle(test, cv::Rect(32, 28, 2, 2), 255, -1);

	cv::Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(3, 3));
	cv::Mat result,open;
	cv::morphologyEx(test, open, MORPH_OPEN, element);
	cv::morphologyEx(test, result, MORPH_TOPHAT, element);

	imshow("original", test);
	imshow("open", open);
	imshow("result", result);
	waitKey(0);

	system("pause");
	return 0;
}

测试效果

图1 原图

图2 开运算结果图

图3 顶帽运算结果图

       如上图所示，有原先8*8的矩形，外加一个2*2的凸起，我设置了3*3的矩形蒙版，对其进行开运算操作如图2所示，凸起消失，对其进行顶帽操作如图3所示，突出了开运算消除的内容。

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