opencv 4 图像处理(漫水填充，图像金字塔与图片尺寸缩放，阈（yu）值化）

漫水填充

实现漫水填充算法：floodFill函数

简单调用范例

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
using namespace cv;

//-----------------------------------【main( )函数】--------------------------------------------
//      描述：控制台应用程序的入口函数，我们的程序从这里开始
//-----------------------------------------------------------------------------------------------
int main()
{
	Mat src = imread("1.jpg");
	imshow("【原始图】", src);
	Rect ccomp;
	floodFill(src, Point(50, 300), Scalar(155, 255, 55), &ccomp, Scalar(20, 20, 20), Scalar(20, 20, 20));
	imshow("【效果图】", src);
	waitKey(0);
	return 0;
}

综合范例

#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include <iostream>
using namespace cv;
using namespace std;

//-----------------------------------【全局变量声明部分】--------------------------------------
//      描述：全局变量声明
//-----------------------------------------------------------------------------------------------
Mat g_srcImage, g_dstImage, g_grayImage, g_maskImage;//定义原始图、目标图、灰度图、掩模图
int g_nFillMode = 1;//漫水填充的模式
int g_nLowDifference = 20, g_nUpDifference = 20;//负差最大值、正差最大值
int g_nConnectivity = 4;//表示floodFill函数标识符低八位的连通值
int g_bIsColor = true;//是否为彩色图的标识符布尔值
bool g_bUseMask = false;//是否显示掩膜窗口的布尔值
int g_nNewMaskVal = 255;//新的重新绘制的像素值

//-----------------------------------【ShowHelpText( )函数】----------------------------------
//      描述：输出一些帮助信息
//----------------------------------------------------------------------------------------------
static void ShowHelpText()
{
	//输出欢迎信息和OpenCV版本

	printf("\n\n\t\t\t   当前使用的OpenCV版本为：" CV_VERSION );
	printf("\n\n  ----------------------------------------------------------------------------\n");

	//输出一些帮助信息
	printf("\n\n\t欢迎来到漫水填充示例程序~");
	printf("\n\n\t本示例根据鼠标选取的点搜索图像中与之颜色相近的点，并用不同颜色标注。");  

	printf( "\n\n\t按键操作说明: \n\n"
		"\t\t鼠标点击图中区域- 进行漫水填充操作\n"
		"\t\t键盘按键【ESC】- 退出程序\n"
		"\t\t键盘按键【1】-  切换彩色图/灰度图模式\n"
		"\t\t键盘按键【2】- 显示/隐藏掩膜窗口\n"
		"\t\t键盘按键【3】- 恢复原始图像\n"
		"\t\t键盘按键【4】- 使用空范围的漫水填充\n"
		"\t\t键盘按键【5】- 使用渐变、固定范围的漫水填充\n"
		"\t\t键盘按键【6】- 使用渐变、浮动范围的漫水填充\n"
		"\t\t键盘按键【7】- 操作标志符的低八位使用4位的连接模式\n"
		"\t\t键盘按键【8】- 操作标志符的低八位使用8位的连接模式\n\n" 	);
}  

//-----------------------------------【onMouse( )函数】--------------------------------------
//      描述：鼠标消息onMouse回调函数
//---------------------------------------------------------------------------------------------
static void onMouse( int event, int x, int y, int, void* )
{
	// 若鼠标左键没有按下，便返回
	//此句代码的OpenCV2版为：
	//if( event != CV_EVENT_LBUTTONDOWN )
	//此句代码的OpenCV3版为：
	if( event != EVENT_LBUTTONDOWN )
		return;

	//-------------------【<1>调用floodFill函数之前的参数准备部分】---------------
	Point seed = Point(x,y);
	int LowDifference = g_nFillMode == 0 ? 0 : g_nLowDifference;//空范围的漫水填充，此值设为0，否则设为全局的g_nLowDifference
	int UpDifference = g_nFillMode == 0 ? 0 : g_nUpDifference;//空范围的漫水填充，此值设为0，否则设为全局的g_nUpDifference

	//标识符的0~7位为g_nConnectivity，8~15位为g_nNewMaskVal左移8位的值，16~23位为CV_FLOODFILL_FIXED_RANGE或者0。
	//此句代码的OpenCV2版为：
	//int flags = g_nConnectivity + (g_nNewMaskVal << 8) +(g_nFillMode == 1 ? CV_FLOODFILL_FIXED_RANGE : 0);
	//此句代码的OpenCV3版为：
	int flags = g_nConnectivity + (g_nNewMaskVal << 8) +(g_nFillMode == 1 ? FLOODFILL_FIXED_RANGE : 0);

	//随机生成bgr值
	int b = (unsigned)theRNG() & 255;//随机返回一个0~255之间的值
	int g = (unsigned)theRNG() & 255;//随机返回一个0~255之间的值
	int r = (unsigned)theRNG() & 255;//随机返回一个0~255之间的值
	Rect ccomp;//定义重绘区域的最小边界矩形区域

	Scalar newVal = g_bIsColor ? Scalar(b, g, r) : Scalar(r*0.299 + g*0.587 + b*0.114);//在重绘区域像素的新值，若是彩色图模式，取Scalar(b, g, r)；若是灰度图模式，取Scalar(r*0.299 + g*0.587 + b*0.114)

	Mat dst = g_bIsColor ? g_dstImage : g_grayImage;//目标图的赋值
	int area;

	//--------------------【<2>正式调用floodFill函数】-----------------------------
	if( g_bUseMask )
	{
		//此句代码的OpenCV2版为：
		//threshold(g_maskImage, g_maskImage, 1, 128, CV_THRESH_BINARY);
		//此句代码的OpenCV3版为：
		threshold(g_maskImage, g_maskImage, 1, 128, 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("效果图", dst);
	cout << area << " 个像素被重绘\n";
}

//-----------------------------------【main( )函数】--------------------------------------------
//      描述：控制台应用程序的入口函数，我们的程序从这里开始
//-----------------------------------------------------------------------------------------------
int main( int argc, char** argv )
{
	//改变console字体颜色
	system("color 2F");    

	//载入原图
	g_srcImage = imread("1.jpg", 1);

	if( !g_srcImage.data ) { printf("读取图片image0错误~！ \n"); return false; }  

	//显示帮助文字
	ShowHelpText();

	g_srcImage.copyTo(g_dstImage);//拷贝源图到目标图
	cvtColor(g_srcImage, g_grayImage, COLOR_BGR2GRAY);//转换三通道的image0到灰度图
	g_maskImage.create(g_srcImage.rows+2, g_srcImage.cols+2, CV_8UC1);//利用image0的尺寸来初始化掩膜mask

	//此句代码的OpenCV2版为：
	//namedWindow( "效果图",CV_WINDOW_AUTOSIZE );
	//此句代码的OpenCV2版为：
	namedWindow( "效果图",WINDOW_AUTOSIZE );

	//创建Trackbar
	createTrackbar( "负差最大值", "效果图", &g_nLowDifference, 255, 0 );
	createTrackbar( "正差最大值" ,"效果图", &g_nUpDifference, 255, 0 );

	//鼠标回调函数
	setMouseCallback( "效果图", onMouse, 0 );

	//循环轮询按键
	while(1)
	{
		//先显示效果图
		imshow("效果图", g_bIsColor ? g_dstImage : g_grayImage);

		//获取键盘按键
		int c = waitKey(0);
		//判断ESC是否按下，若按下便退出
		if( (c & 255) == 27 )
		{
			cout << "程序退出...........\n";
			break;
		}

		//根据按键的不同，进行各种操作
		switch( (char)c )
		{
			//如果键盘“1”被按下，效果图在在灰度图，彩色图之间互换
		case '1':
			if( g_bIsColor )//若原来为彩色，转为灰度图，并且将掩膜mask所有元素设置为0
			{
				cout << "键盘“1”被按下，切换彩色/灰度模式，当前操作为将【彩色模式】切换为【灰度模式】\n";
				cvtColor(g_srcImage, g_grayImage, COLOR_BGR2GRAY);
				g_maskImage = Scalar::all(0);	//将mask所有元素设置为0
				g_bIsColor = false;	//将标识符置为false，表示当前图像不为彩色，而是灰度
			}
			else//若原来为灰度图，便将原来的彩图image0再次拷贝给image，并且将掩膜mask所有元素设置为0
			{
				cout << "键盘“1”被按下，切换彩色/灰度模式，当前操作为将【彩色模式】切换为【灰度模式】\n";
				g_srcImage.copyTo(g_dstImage);
				g_maskImage = Scalar::all(0);
				g_bIsColor = true;//将标识符置为true，表示当前图像模式为彩色
			}
			break;
			//如果键盘按键“2”被按下，显示/隐藏掩膜窗口
		case '2':
			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;
			//如果键盘按键“3”被按下，恢复原始图像
		case '3':
			cout << "按键“3”被按下，恢复原始图像\n";
			g_srcImage.copyTo(g_dstImage);
			cvtColor(g_dstImage, g_grayImage, COLOR_BGR2GRAY);
			g_maskImage = Scalar::all(0);
			break;
			//如果键盘按键“4”被按下，使用空范围的漫水填充
		case '4':
			cout << "按键“4”被按下，使用空范围的漫水填充\n";
			g_nFillMode = 0;
			break;
			//如果键盘按键“5”被按下，使用渐变、固定范围的漫水填充
		case '5':
			cout << "按键“5”被按下，使用渐变、固定范围的漫水填充\n";
			g_nFillMode = 1;
			break;
			//如果键盘按键“6”被按下，使用渐变、浮动范围的漫水填充
		case '6':
			cout << "按键“6”被按下，使用渐变、浮动范围的漫水填充\n";
			g_nFillMode = 2;
			break;
			//如果键盘按键“7”被按下，操作标志符的低八位使用4位的连接模式
		case '7':
			cout << "按键“7”被按下，操作标志符的低八位使用4位的连接模式\n";
			g_nConnectivity = 4;
			break;
			//如果键盘按键“8”被按下，操作标志符的低八位使用8位的连接模式
		case '8':
			cout << "按键“8”被按下，操作标志符的低八位使用8位的连接模式\n";
			g_nConnectivity = 8;
			break;
		}
	}

	return 0;
}

图像金字塔与图像尺寸缩放

关于图像金字塔

高斯金字塔

拉普拉斯金字塔

尺寸调整：resize（）函数

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
using namespace cv;

//-----------------------------------【main( )函数】--------------------------------------------
//		描述：控制台应用程序的入口函数，我们的程序从这里开始
//-----------------------------------------------------------------------------------------------
int main( )
{
	//载入原始图
	Mat srcImage = imread("1.jpg");  //工程目录下应该有一张名为1.jpg的素材图
	Mat tmpImage,dstImage1,dstImage2;//临时变量和目标图的定义
	tmpImage=srcImage;//将原始图赋给临时变量

	//显示原始图
	imshow("【原始图】", srcImage);  

	//进行尺寸调整操作
	resize(tmpImage,dstImage1,Size( tmpImage.cols/2, tmpImage.rows/2 ),(0,0),(0,0),3);//后面的（0，0）是原图与效果图的比例，但如果前面Size定义了，后面的不读取，可以不写
	resize(tmpImage,dstImage2,Size( tmpImage.cols*2, tmpImage.rows*2 ),(0,0),(0,0),3);

	//显示效果图
	imshow("【效果图】之一", dstImage1);
	imshow("【效果图】之二", dstImage2);  

	waitKey(0);
	return 0;
}

图像金字塔相关API函数

pyrUp()函数（模糊，放大）

#include<opencv2/opencv.hpp>
#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
using namespace cv;
int main()
{
	Mat srcImage = imread("1.jpg");
	Mat dstImage, tmpImage;
	tmpImage = srcImage;
	imshow("原始图", srcImage);
	pyrUp(tmpImage, dstImage, Size(tmpImage.cols * 2, tmpImage.rows * 2));
	imshow("效果图",dstImage);

	waitKey(0);
	return 0;
}

pyrDown()函数（模糊，缩小）

代码类似pyrUp()；

综合实例：图像金字塔与图片尺寸缩放

//---------------------------------【头文件、命名空间包含部分】----------------------------
//		描述：包含程序所使用的头文件和命名空间
//------------------------------------------------------------------------------------------------
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
using namespace std;
using namespace cv;

//-----------------------------------【宏定义部分】--------------------------------------------
//	描述：定义一些辅助宏
//------------------------------------------------------------------------------------------------
#define WINDOW_NAME "【程序窗口】"		//为窗口标题定义的宏

//-----------------------------------【全局变量声明部分】--------------------------------------
//		描述：全局变量声明
//-----------------------------------------------------------------------------------------------
Mat g_srcImage, g_dstImage, g_tmpImage;

//-----------------------------------【全局函数声明部分】--------------------------------------
//		描述：全局函数声明
//-----------------------------------------------------------------------------------------------
static void ShowHelpText();

//-----------------------------------【main( )函数】--------------------------------------------
//		描述：控制台应用程序的入口函数，我们的程序从这里开始
//-----------------------------------------------------------------------------------------------
int main()
{
	//改变console字体颜色
	system("color 2F");

	//显示帮助文字
	ShowHelpText();

	//载入原图
	g_srcImage = imread("1.jpg");//工程目录下需要有一张名为1.jpg的测试图像，且其尺寸需被2的N次方整除，N为可以缩放的次数
	if (!g_srcImage.data) { printf("Oh，no，读取srcImage错误~！ \n"); return false; }

	// 创建显示窗口
	namedWindow(WINDOW_NAME, WINDOW_AUTOSIZE);
	imshow(WINDOW_NAME, g_srcImage);

	//参数赋值
	g_tmpImage = g_srcImage;
	g_dstImage = g_tmpImage;

	int key = 0;

	//轮询获取按键信息
	while (1)
	{
		key = waitKey(9);//读取键值到key变量中

		//根据key变量的值，进行不同的操作
		switch (key)
		{
			//======================【程序退出相关键值处理】=======================
		case 27://按键ESC
			return 0;
			break;

		case 'q'://按键Q
			return 0;
			break;

			//======================【图片放大相关键值处理】=======================
		case 'a'://按键A按下，调用pyrUp函数
			pyrUp(g_tmpImage, g_dstImage, Size(g_tmpImage.cols * 2, g_tmpImage.rows * 2));
			printf(">检测到按键【A】被按下，开始进行基于【pyrUp】函数的图片放大：图片尺寸×2 \n");
			break;

		case 'w'://按键W按下，调用resize函数
			resize(g_tmpImage, g_dstImage, Size(g_tmpImage.cols * 2, g_tmpImage.rows * 2));
			printf(">检测到按键【W】被按下，开始进行基于【resize】函数的图片放大：图片尺寸×2 \n");
			break;

		case '1'://按键1按下，调用resize函数
			resize(g_tmpImage, g_dstImage, Size(g_tmpImage.cols * 2, g_tmpImage.rows * 2));
			printf(">检测到按键【1】被按下，开始进行基于【resize】函数的图片放大：图片尺寸×2 \n");
			break;

		case '3': //按键3按下，调用pyrUp函数
			pyrUp(g_tmpImage, g_dstImage, Size(g_tmpImage.cols * 2, g_tmpImage.rows * 2));
			printf(">检测到按键【3】被按下，开始进行基于【pyrUp】函数的图片放大：图片尺寸×2 \n");
			break;
			//======================【图片缩小相关键值处理】=======================
		case 'd': //按键D按下，调用pyrDown函数
			pyrDown(g_tmpImage, g_dstImage, Size(g_tmpImage.cols / 2, g_tmpImage.rows / 2));
			printf(">检测到按键【D】被按下，开始进行基于【pyrDown】函数的图片缩小：图片尺寸/2\n");
			break;

		case  's': //按键S按下，调用resize函数
			resize(g_tmpImage, g_dstImage, Size(g_tmpImage.cols / 2, g_tmpImage.rows / 2));
			printf(">检测到按键【S】被按下，开始进行基于【resize】函数的图片缩小：图片尺寸/2\n");
			break;

		case '2'://按键2按下，调用resize函数
			resize(g_tmpImage, g_dstImage, Size(g_tmpImage.cols / 2, g_tmpImage.rows / 2));
			printf(">检测到按键【2】被按下，开始进行基于【resize】函数的图片缩小：图片尺寸/2\n");
			break;

		case '4': //按键4按下，调用pyrDown函数
			pyrDown(g_tmpImage, g_dstImage, Size(g_tmpImage.cols / 2, g_tmpImage.rows / 2));
			printf(">检测到按键【4】被按下，开始进行基于【pyrDown】函数的图片缩小：图片尺寸/2\n");
			break;
		}

		//经过操作后，显示变化后的图
		imshow(WINDOW_NAME, g_dstImage);

		//将g_dstImage赋给g_tmpImage，方便下一次循环
		g_tmpImage = g_dstImage;
	}

	return 0;
}

//-----------------------------------【ShowHelpText( )函数】----------------------------------
//		描述：输出一些帮助信息
//----------------------------------------------------------------------------------------------
static void ShowHelpText()
{

	//输出欢迎信息和OpenCV版本

	printf("\n\n\t\t\t   当前使用的OpenCV版本为：" CV_VERSION);
	printf("\n\n  ----------------------------------------------------------------------------\n");

	//输出一些帮助信息
	printf("\n\t欢迎来到OpenCV图像金字塔和resize示例程序~\n\n");
	printf("\n\n\t按键操作说明: \n\n"
		"\t\t键盘按键【ESC】或者【Q】- 退出程序\n"
		"\t\t键盘按键【1】或者【W】- 进行基于【resize】函数的图片放大\n"
		"\t\t键盘按键【2】或者【S】- 进行基于【resize】函数的图片缩小\n"
		"\t\t键盘按键【3】或者【A】- 进行基于【pyrUp】函数的图片放大\n"
		"\t\t键盘按键【4】或者【D】- 进行基于【pyrDown】函数的图片缩小\n"
	);
}

阈值化（图像分割）

固定阈值操作(Threshold函数)

其它参数很好理解，我们来看看第五个参数，第五参数有以下几种类型

0: THRESH_BINARY 当前点值大于阈值时，取Maxval,也就是第四个参数，下面再不说明，否则设置为0

1: THRESH_BINARY_INV 当前点值大于阈值时，设置为0，否则设置为Maxval

2: THRESH_TRUNC 当前点值大于阈值时，设置为阈值，否则不改变

3: THRESH_TOZERO 当前点值大于阈值时，不改变，否则设置为0

4: THRESH_TOZERO_INV 当前点值大于阈值时，设置为0，否则不改变

自适应阈值操作（adaptiveThreshold函数)：

![](https://img2018.cnblogs.com/blog/1589120/201907/1589120-20190714105559028-1158401375.png)

综合实例

#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include <iostream>
using namespace cv;
using namespace std;

//-----------------------------------【宏定义部分】--------------------------------------------
//		描述：定义一些辅助宏
//------------------------------------------------------------------------------------------------
#define WINDOW_NAME "【程序窗口】"        //为窗口标题定义的宏 

//-----------------------------------【全局变量声明部分】--------------------------------------
//		描述：全局变量的声明
//-----------------------------------------------------------------------------------------------
int g_nThresholdValue = 100;
int g_nThresholdType = 3;
Mat g_srcImage, g_grayImage, g_dstImage;

//-----------------------------------【全局函数声明部分】--------------------------------------
//		描述：全局函数的声明
//-----------------------------------------------------------------------------------------------
static void ShowHelpText();//输出帮助文字
void on_Threshold(int, void*);//回调函数

//-----------------------------------【main( )函数】--------------------------------------------
//		描述：控制台应用程序的入口函数，我们的程序从这里开始执行
//-----------------------------------------------------------------------------------------------
int main()
{
	//【0】改变console字体颜色
	system("color 1F");

	//【0】显示欢迎和帮助文字
	ShowHelpText();

	//【1】读入源图片
	g_srcImage = imread("1.jpg");
	if (!g_srcImage.data) { printf("读取图片错误，请确定目录下是否有imread函数指定的图片存在~！ \n"); return false; }
	imshow("原始图", g_srcImage);

	//【2】存留一份原图的灰度图
	cvtColor(g_srcImage, g_grayImage, COLOR_RGB2GRAY);

	//【3】创建窗口并显示原始图
	namedWindow(WINDOW_NAME, WINDOW_AUTOSIZE);

	//【4】创建滑动条来控制阈值
	createTrackbar("模式",WINDOW_NAME, &g_nThresholdType,4, on_Threshold);

	createTrackbar("参数值",WINDOW_NAME, &g_nThresholdValue,255, on_Threshold);

	//【5】初始化自定义的阈值回调函数
	on_Threshold(0, 0);

	// 【6】轮询等待用户按键，如果ESC键按下则退出程序
	while (1)
	{
		int key;
		key = waitKey(20);
		if ((char)key == 27) { break; }
	}

}

//-----------------------------------【on_Threshold( )函数】------------------------------------
//		描述：自定义的阈值回调函数
//-----------------------------------------------------------------------------------------------
void on_Threshold(int, void*)
{
	//调用阈值函数
	threshold(g_grayImage, g_dstImage, g_nThresholdValue, 255, g_nThresholdType);

	//更新效果图
	imshow(WINDOW_NAME, g_dstImage);
}

//-----------------------------------【ShowHelpText( )函数】----------------------------------
//      描述：输出一些帮助信息
//----------------------------------------------------------------------------------------------
static void ShowHelpText()
{
	//输出欢迎信息和OpenCV版本

	printf("\n\n\t\t\t   当前使用的OpenCV版本为：" CV_VERSION);
	printf("\n\n  ----------------------------------------------------------------------------\n");

	//输出一些帮助信息
	printf("\n\t欢迎来到【基本阈值操作】示例程序~\n\n");
	printf("\n\t按键操作说明: \n\n"
		"\t\t键盘按键【ESC】- 退出程序\n"
		"\t\t滚动条模式0- 二进制阈值\n"
		"\t\t滚动条模式1- 反二进制阈值\n"
		"\t\t滚动条模式2- 截断阈值\n"
		"\t\t滚动条模式3- 反阈值化为0\n"
		"\t\t滚动条模式4- 阈值化为0\n");
}