Opencv學(xué)習(xí)教程之漫水填充算法實例詳解

來源：本站原創(chuàng)|時間：2020-01-10|欄目：C語言|點擊：次

前言

基本思想是自動選中了和種子點相連的區(qū)域，接著將該區(qū)域替換成指定的顏色，經(jīng)常用來標(biāo)記或者分離圖像的一部分進(jìn)行處理或分析。漫水填充也可以用來從輸入圖像獲取掩碼區(qū)域，掩碼會加速處理過程，或者只處理掩碼指定的像素點。其中掩膜Mask用于進(jìn)一步控制那些區(qū)域?qū)⒈惶畛漕伾ū热缯f當(dāng)對同一圖像進(jìn)行多次填充時）。

int floodFill(inputoutputArray,inputoutputMask,seedPoint,Scalar newVal,Rect* rect=0,Scalar loDiff=Scalar(),Scalar upDiff=Scalar(),int flags=4)

*第一個參數(shù)，輸入／輸出1通道或3通道，8位或浮點圖像。

*第二個參數(shù)，表示操作掩膜，為單通道，8位，長寬都比輸入圖像大兩個像素點的圖像。漫水填充不會填充掩膜mask的非零像素區(qū)域，mask中與輸入圖像(x,y)像素點相對應(yīng)的點的坐標(biāo)為(x+1,y+1)。

*第三個參數(shù)，漫水填充算法的起始點。

*第四個參數(shù)，像素點被染色的值，即在重繪區(qū)域的新值。

*第五個參數(shù)，用于設(shè)置floodFill函數(shù)將要重繪區(qū)域的最小邊界矩形區(qū)域，默認(rèn)值0。

*第六個參數(shù)，當(dāng)前觀察像素值與其部件鄰域像素值或待加入該部件的種子像素之間的亮度或顏色之負(fù)差的最大值。

*第七個參數(shù)，當(dāng)前觀察像素值與其部件鄰域像素值或待加入該部件的種子像素之間的亮度或顏色之正差的最大值。

*第八個參數(shù)，操作標(biāo)志符。

（1）低八位（第0～7位），用于控制算法的連通性，可取4（默認(rèn)值）或者8。如果設(shè)為4，表示填充算法只考慮當(dāng)前像素水平方向和垂直方向的相鄰點。如果設(shè)為8，除上述相鄰點外，還會包含對角線方向的相鄰點。

（2）高八位部分（16～23位），可以為0或者如下兩種選項標(biāo)識符的組合。

*FLOODFILL_FIXED_RANGE：如果設(shè)置為這個標(biāo)識符，就會考慮當(dāng)前像素與種子像素之間的差，否則就考慮當(dāng)前像素與其相鄰像素的差，也就是說，這個范圍是浮動的。

*FLOODFILL_MASK_ONLY：如果設(shè)置為這個標(biāo)識符，函數(shù)不會去填充改變原始圖像（也就是忽略第三個參數(shù)newVal），而是去填充掩膜圖像(mask)。

（3）中間八位部分（8～15位），用于指定填充掩膜圖像的值，若為0，則掩碼會用1來填充。

#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include<iostream>

using namespace cv;
using namespace std;

//全局變量聲明
Mat g_srcImage,g_dstImage,g_grayImage,g_maskImage;
int g_nlowDifference=20,g_nupDifference=20;//負(fù)差、正差最大值
bool g_bIsColor=true;//是否為彩色標(biāo)識符布爾值
bool g_bUseMask=false;//是否顯示掩膜窗口的布爾值
int g_nFillMode=1;//漫水填充模式
int g_nConnectivity=4;//表示floodFill函數(shù)標(biāo)識符第八位的連通值
int g_nNewMaskVal=255;//新的重新繪制的像素值

//鼠標(biāo)消息onMouse回調(diào)函數(shù)
static void onMouse(int event,int x,int y,int ,void*)
{
 if(event != CV_EVENT_LBUTTONDOWN)//如果鼠標(biāo)左鍵沒有按下，便返回
  return;
//調(diào)用floodFill函數(shù)之前的參數(shù)準(zhǔn)備部分**********
 Point seed =Point(x,y);
 int lowDifference=g_nFillMode==0?0:g_nlowDifference;//空范圍的漫水填充，此值設(shè)為0，否則設(shè)為全局的g_nlowDifference
 int upDifference=g_nFillMode==0?0:g_nupDifference;//空范圍的漫水填充，此值設(shè)為0，否則設(shè)為全局的g_nupDifference
 //標(biāo)識符的0～7位為g_nConnectivity，8～15位為g_nNewMaskVal左移8位的值，16～23位為CV_FLOODFILL_FIXED_RANGE或者0
 int flags=g_nConnectivity+(g_nNewMaskVal<<8)+(g_nFillMode==1?CV_FLOODFILL_FIXED_RANGE:0);
 //隨機(jī)生成b、g、r的值
 int b=(unsigned)theRNG() &255;//隨即返回一個0~255之間的值
 int g=(unsigned)theRNG() &255;//隨即返回一個0~255之間的值
 int r=(unsigned)theRNG() &255;//隨即返回一個0~255之間的值

 Rect ccomp;//定義重繪區(qū)域的最小邊界矩形區(qū)域
 //在重繪區(qū)域像素的新值，若是彩色圖模式，取Scalar(b,g,r);若是灰度圖模式，取Scalar(r*0.299+g*0.587+b*0.114)
 Scalar newVal=g_bIsColor?Scalar(b,g,r):Scalar(r*0.299+g*0.587+b*0.114);
 Mat dst=g_bIsColor?g_dstImage:g_grayImage;//目標(biāo)圖的賦值

 int area;

//正式調(diào)用floodFill函數(shù)**********************
 if(g_bUseMask)
 {
  threshold(g_maskImage, g_maskImage, 1, 128, CV_THRESH_BINARY);
  area=floodFill(dst, g_maskImage, seed,newVal,&ccomp,Scalar(lowDifference,lowDifference,lowDifference),Scalar(upDifference,upDifference,upDifference),flags);
  imshow("mask",g_maskImage);
 }
 else
 {
  area=floodFill(dst, seed, newVal, &ccomp,Scalar(lowDifference,lowDifference,lowDifference),Scalar(upDifference,upDifference,upDifference),flags);

 }
 imshow("Renderings",dst);
 cout<<area<<"個像素被重繪\n";

}
//main函數(shù)
int main()
{
 g_srcImage=imread("/Users/new/Desktop/1.jpg");//載入源圖
 if(!g_srcImage.data){printf("讀取圖片srcImage錯誤～！\n");return false;}

 g_srcImage.copyTo(g_dstImage);//復(fù)制源圖到目標(biāo)圖
 cvtColor(g_srcImage, g_grayImage, COLOR_BGR2GRAY);//轉(zhuǎn)換三通道的image0到灰度圖
 g_maskImage.create(g_srcImage.rows+2, g_srcImage.cols+2, CV_8UC1);//利用Image0的尺寸來初始化掩膜mask
 namedWindow("Renderings",CV_WINDOW_AUTOSIZE);
 createTrackbar("Low difference:", "Renderings",&g_nlowDifference , 255,0);
 createTrackbar("Up difference:", "Renderings",&g_nupDifference , 255,0);

 setMouseCallback("Renderings", onMouse,0);//鼠標(biāo)回調(diào)函數(shù)

 while(1)//循環(huán)輪詢按鍵
 {
  imshow("Renderings",g_bIsColor?g_dstImage:g_grayImage);//顯示效果圖

  int c=waitKey(0);//獲取鍵盤按鍵
   if((c & 255)==27)//判斷ESC是否按下，若按下便退出
   {
    cout<<"程序退出......\n";
    break;
   }

  switch((char)c)
  {
    case '1'://如果鍵盤‘1'被按下，效果圖在灰度圖，彩色之間互換
     if(g_bIsColor)//若原來為彩色，轉(zhuǎn)換為灰度圖，并且將掩膜mask所有元素設(shè)置為0
     {
      cout<<"鍵盤'1'被按下，切換彩色／灰度模式，當(dāng)前操作為將【彩色模式】切換為【灰度模式】\n";
      cvtColor(g_srcImage, g_grayImage, COLOR_BGR2GRAY);
      g_maskImage=Scalar::all(0);
      g_bIsColor=false;
     }
     else//若原來為灰度圖，便將原來的彩色圖在此賦值給image，并且將掩膜mask所有元素置0
     {
      cout<<"鍵盤‘1'被按下， 切換彩色／灰度模式，當(dāng)前操作為將【灰度模式】切換為【彩色模式】";
      g_srcImage.copyTo(g_dstImage);
      g_maskImage=Scalar::all(0);
      g_bIsColor=true;
     }
    break;
    case '2'://如果鍵盤‘2'被按下，顯示／隱藏掩膜窗口
     if(g_bUseMask)
     {
      destroyWindow("mask");
      g_bUseMask=false;
     }
     else
     {
      namedWindow("mask",0);
      g_maskImage=Scalar::all(0);
      imshow("mask",g_maskImage);
      g_bUseMask=true;
     }
    break;
    case '3'://如果鍵盤'3'被按下，恢復(fù)原始圖像
     cout<<"鍵盤‘3'被按下，恢復(fù)原始圖像\n";
     g_srcImage.copyTo(g_dstImage);
     cvtColor(g_dstImage, g_grayImage, COLOR_BGR2GRAY);
     g_maskImage=Scalar::all(0);
    break;
    case '4'://如果鍵盤‘4'被按下，使用空范圍的漫水填充
     cout<<"鍵盤‘4'被按下，使用空范圍的漫水填充\n";
     g_nFillMode=0;
    break;
    case '5'://如果鍵盤‘5'被按下，使用漸變、固定范圍的漫水填充
     cout<<"鍵盤'5'被按下，使用漸變、固定范圍的漫水填充\n";
     g_nFillMode=1;
    break;
    case '6'://如果鍵盤‘6'被按下，使用漸變、浮動范圍的漫水填充
     cout<<"鍵盤‘6'被按下，使用漸變、浮動范圍的漫水填充\n";
     g_nFillMode=2;
    break;
    case '7'://如果鍵盤‘7'被按下，操作標(biāo)識符的低八位使用4位的連接模式
     cout<<"鍵盤‘7'被按下，操作標(biāo)識符的低八位使用4位的連接模式\n";
     g_nConnectivity=4;
    break;
    case '8'://如果鍵盤‘8'被按下，操作標(biāo)識符的低八位使用8位的連接模式
     cout<<"鍵盤‘8'被按下，操作標(biāo)識符的低八位使用8位的連接模式\n";
     g_nConnectivity=8;
    break;

  }

 }

 return 0;
}

原始彩色圖片：

原始灰度圖片：

灰度模式-固定范圍的漫水填充：

彩色模式-固定范圍的漫水填充：

彩色模式-浮動范圍的漫水填充：

操作記錄：

Opencv技巧

（1）theRNG():int b=(unsigned)theRNG() &255; //隨即返回一個0~255之間的值

（2）threshold() :閾值函數(shù)

（3）Scalar():Scalar定義可存放1—4個數(shù)值的數(shù)值。

總結(jié)

以上就是這文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作能帶來一定的幫助，如有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對我們的支持。