[转载]opencv MSER

最大稳定极值区域（MSER-Maximally Stable Extremal Regions）可以用于图像的斑点区域检测。该算法最早是由Matas等人于2002年提出，它是基于分水岭的概念。

MSER的基本原理是对一幅灰度图像（灰度值为0～255）取阈值进行二值化处理，阈值从0到255依次递增。阈值的递增类似于分水岭算法中的水面的上升，随着水面的上升，有一些较矮的丘陵会被淹没，如果从天空往下看，则大地分为陆地和水域两个部分，这类似于二值图像。在得到的所有二值图像中，图像中的某些连通区域变化很小，甚至没有变化，则该区域就被称为最大稳定极值区域。这类似于当水面持续上升的时候，有些被水淹没的地方的面积没有变化。它的数学定义为：

q(i)=|Q_i+△-Q_i-△|/|Q_i|            （1）

其中，Q_i表示阈值为i时的某一连通区域，△为灰度阈值的微小变化量，q(i)为阈值是i时的区域Q_i的变化率。当q(i)为局部极小值时，则Q_i为最大稳定极值区域。

需要说明的是，上述做法只能检测出灰度图像的黑色区域，不能检测出白色区域，因此还需要对原图进行反转，然后再进行阈值从0～255的二值化处理过程。这两种操作又分别称为MSER+和MSER-。

MSER具有以下特点：

1、对图像灰度具有仿射变换的不变性；

2、稳定性：具有相同阈值范围内所支持的区域才会被选择；

3、无需任何平滑处理就可以实现多尺度检测，即小的和大的结构都可以被检测到。

MSER的原理比较简单，但要更快更好的实现它，是需要一定的算法、数据结构和编程技巧的。David Nister等人于2008年提出了Linear Time Maximally Stable Extremal Regions算法，该算法要比原著提出的算法快，opencv就是利用该算法实现MSER的。但这里要说明一点的是，opencv不是利用公式1计算MSER的，而是利用更易于实现的改进方法：

q(i)=|Q_i-Q_i-△|/|Q_i-△|            （2）

David Nister提出的算法是基于改进的分水岭算法，即当往一个固定的地方注水的时候，只有当该地方的沟壑被水填满以后，水才会向其四周溢出，随着注水量的不断增加，各个沟壑也会逐渐被水淹没，但各个沟壑的水面不是同时上升的，它是根据水漫过地方的先后顺序，一个沟壑一个沟壑地填满水，只有当相邻两个沟壑被水连通在一起以后，水面对于这两个沟壑来说才是同时上升的。该算法的具体步骤如下：

1、初始化栈和堆，栈用于存储组块（组块就是区域，就相当于水面，水漫过的地方就会出现水面，水面的高度就是图像的灰度值，因此用灰度值来表示组块的值），堆用于存储组块的边界像素，相当于水域的岸边，岸边要高于水面的，因此边界像素的灰度值一定不小于它所包围的区域（即组块）的灰度值。首先向栈内放入一个虚假的组块，当该组块被弹出时意味着程序的结束；

2、把图像中的任意一个像素（一般选取图像的左上角像素）作为源像素，标注该像素为已访问过，并且把该像素的灰度值作为当前值。这一步相当于往源像素这一地点注水；

3、向栈内放入一个空组块，该组块的值是当前值；

4、按照顺序搜索当前值的4-领域内剩余的边缘，对于每一个邻域，检查它是否已经被访问过，如果没有，则标注它为已访问过并检索它的灰度值，如果灰度值不小于当前值，则把它放入用于存放边界像素的堆中。另一方面，如果领域灰度值小于当前值，则把当前值放入堆中，而把领域值作为当前值，并回到步骤3；

5、累计栈顶组块的像素个数，即计算区域面积，这是通过循环累计得到的，这一步相当于水面的饱和；

6、弹出堆中的边界像素。如果堆是空的，则程序结束；如果弹出的边界像素的灰度值等于当前值，则回到步骤4；

7、从堆中得到的像素值会大于当前值，因此我们需要处理栈中所有的组块，直到栈中的组块的灰度值大于当前边界像素灰度值为止。然后回到步骤4。

至于如何处理组块，则需要进入处理栈子模块中，传入该子模块的值为步骤7中从堆中提取得到的边界像素灰度值。子模块的具体步骤为：

1）、处理栈顶的组块，即根据公式2计算最大稳定区域，判断其是否为极值区域；

2）、如果边界像素灰度值小于距栈顶第二个组块的灰度值，那么设栈顶组块的灰度值为边界像素灰度值，并退出该子模块。之所以会出现这种情况，是因为在栈顶组块和第二个组块之间还有组块没有被检测处理，因此我们需要改变栈顶组块的灰度值为边界像素灰度值（相当于这两层的组块进行了合并），并回到主程序，再次搜索组块；

3）、弹出栈顶组块，并与目前栈顶组块合并；

4）、如果边界像素灰度值大于栈顶组块的灰度值，则回到步骤1。

在opencv2.4.9中，MSER算法是用类的方法给出的：

1. class MserFeatureDetector : public FeatureDetector

2. {

3. public:

4. MserFeatureDetector( CvMSERParams params=cvMSERParams() );

5. MserFeatureDetector( int delta, int minArea, int maxArea,

6. double maxVariation, double minDiversity,

7. int maxEvolution, double areaThreshold,

8. double minMargin, int edgeBlurSize );

9. virtual void read( const FileNode& fn );

10. virtual void write( FileStorage& fs ) const;

11. protected:

12. ...

13. };

而具体的MSER类为：

1. class MSER : public CvMSERParams

2. {

3. public:

4. // default constructor

5. //缺省的构造函数

6. MSER();

7. // constructor that initializes all the algorithm parameters

8. //带有所有算法参数的构造函数

9. MSER( int _delta, int _min_area, int _max_area,

10. float _max_variation, float _min_diversity,

11. int _max_evolution, double _area_threshold,

12. double _min_margin, int _edge_blur_size );

13. // runs the extractor on the specified image; returns the MSERs,

14. // each encoded as a contour (vector<Point>, see findContours)

15. // the optional mask marks the area where MSERs are searched for

16. void operator()( const Mat& image, vector<vector<Point> >& msers, const Mat& mask ) const;

17. };

1. MSER算法所需要的参数较多：

2. delta为灰度值的变化量，即公式1和2中的△；

3. _min_area和_max_area为检测到的组块面积的范围；

4. _max_variation为最大的变化率，即如果公式1和2中的q(i)小于该值，则被认为是最大稳定极值区域；

5. _min_diversity为稳定区域的最小变换量。

6. 其他的参数用于对彩色图像的MSER检测，这里不做介绍。

7. MSER类通过重载( )运算符，得到了最大稳定极值区域的点集msers，其中image为输入图像，mask为掩码矩阵。

8. 下面我们就对MSER类的源码进行分析：

1. void MSER::operator()( const Mat& image, vector<vector<Point> >& dstcontours, const Mat& mask ) const

2. {

3. CvMat _image = image, _mask, *pmask = 0;

4. if( mask.data )

5. pmask = &(_mask = mask);

6. MemStorage storage(cvCreateMemStorage(0));

7. Seq<CvSeq*> contours;

8. //调用extractMSER函数，得到MSER的区域点集序列contours.seq

9. //MSERParams为MSER所需要的参数

10. extractMSER( &_image, pmask, &contours.seq, storage,

11. MSERParams(delta, minArea, maxArea, maxVariation, minDiversity,

12. maxEvolution, areaThreshold, minMargin, edgeBlurSize));

13. SeqIterator<CvSeq*> it = contours.begin();

14. size_t i, ncontours = contours.size();

15. dstcontours.resize(ncontours);

16. //复制点集序列

17. for( i = 0; i < ncontours; i++, ++it )

18. Seq<Point>(*it).copyTo(dstcontours[i]);

19. }

extractMSER函数首先定义了一些变量，并进行参数的判断。然后根据输入图像的类型分别调用不同的函数：

1. static void

2. extractMSER( CvArr* _img,

3. CvArr* _mask,

4. CvSeq** _contours,

5. CvMemStorage* storage,

6. MSERParams params )

7. {

8. CvMat srchdr, *src = cvGetMat( _img, &srchdr );

9. CvMat maskhdr, *mask = _mask ? cvGetMat( _mask, &maskhdr ) : 0;

10. CvSeq* contours = 0;

11. CV_Assert(src != 0);

12. CV_Assert(CV_MAT_TYPE(src->type) == CV_8UC1 || CV_MAT_TYPE(src->type) == CV_8UC3);

13. CV_Assert(mask == 0 || (CV_ARE_SIZES_EQ(src, mask) && CV_MAT_TYPE(mask->type) == CV_8UC1));

14. CV_Assert(storage != 0);

15. contours = *_contours = cvCreateSeq( 0, sizeof(CvSeq), sizeof(CvSeq*), storage );

16. // choose different method for different image type

17. // for grey image, it is: Linear Time Maximally Stable Extremal Regions

18. // for color image, it is: Maximally Stable Colour Regions for Recognition and Matching

19. switch ( CV_MAT_TYPE(src->type) )

20. {

21. case CV_8UC1:    //处理灰度图像

22. extractMSER_8UC1( src, mask, contours, storage, params );

23. break;

24. case CV_8UC3:    //处理彩色图像

25. extractMSER_8UC3( src, mask, contours, storage, params );

26. break;

27. }

28. }

灰度图像的MSER处理方法就是应用本文介绍的方法：

1. static void extractMSER_8UC1( CvMat* src,

2. CvMat* mask,

3. CvSeq* contours,

4. CvMemStorage* storage,

5. MSERParams params )

6. {

7. //为了加快运算速度，把原图的宽扩展成高度复合数，即2^N的形式

8. //step为扩展后的宽，初始值为8

9. int step = 8;

10. //stepgap为N，初始值为3，即8=2^3

11. int stepgap = 3;

12. //通过step向左移位的方式扩展原图的宽

13. while ( step < src->step+2 )

14. {

15. step <<= 1;

16. stepgap++;

17. }

18. int stepmask = step-1;

19. // to speedup the process, make the width to be 2^N

20. //创建扩展后的图像矩阵，宽为2^N，高为原图高+2

21. CvMat* img = cvCreateMat( src->rows+2, step, CV_32SC1 );

22. //定义第二行地址

23. int* ioptr = img->data.i+step+1;

24. int* imgptr;

25. // pre-allocate boundary heap

26. //步骤1，初始化堆和栈

27. //定义堆，用于存储组块的边界像素

28. int** heap = (int**)cvAlloc( (src->rows*src->cols+256)*sizeof(heap[0]) );

29. int** heap_start[256];

30. //heap_start为三指针变量，heap_start为边界像素的灰度值，因此它数量为256个；*heap_start表示边界像素中该灰度值的数量；**heap_start表示边界像素中该灰度值中第*heap_start个所对应的像素地址指针。

31. heap_start[0] = heap;

32. // pre-allocate linked point and grow history

33. //pts表示组块内像素链表，即像素间相互链接

34. LinkedPoint* pts = (LinkedPoint*)cvAlloc( src->rows*src->cols*sizeof(pts[0]) );

35. //history表示每个组块生长的状况，即随着阈值的增加，组块的大小是在不断扩大的

36. MSERGrowHistory* history = (MSERGrowHistory*)cvAlloc( src->rows*src->cols*sizeof(history[0]) );

37. //comp表示图像内连通的组块（即区域），原则上每一个灰度值就会有一个组块，但之所以组块的个数是257个，是因为有一个组块是虚假组块，用于表示程序的结束。用栈的形式来管理各个组块

38. MSERConnectedComp comp[257];

39. // darker to brighter (MSER-)

40. //MSER-

41. //先对原图进行预处理

42. imgptr = preprocessMSER_8UC1( img, heap_start, src, mask );

43. //执行MSER操作

44. extractMSER_8UC1_Pass( ioptr, imgptr, heap_start, pts, history, comp, step, stepmask, stepgap, params, -1, contours, storage );

45. // brighter to darker (MSER+)

46. //MSER+

47. imgptr = preprocessMSER_8UC1( img, heap_start, src, mask );

48. extractMSER_8UC1_Pass( ioptr, imgptr, heap_start, pts, history, comp, step, stepmask, stepgap, params, 1, contours, storage );

49. // clean up

50. //清理内存

51. cvFree( &history );

52. cvFree( &heap );

53. cvFree( &pts );

54. cvReleaseMat( &img );

55. }

preprocessMSER_8UC1函数为预处理的过程，主要就是对宽度扩展以后的图像矩阵进行赋值，每一位都赋予不同的含义：

// to preprocess src image to followingformat

// 32-bit image

// > 0 is available, < 0 is visited

// 17~19 bits is the direction

// 8~11 bits is the bucket it falls to (forBitScanForward)

// 0~8 bits is the color

/*定义图像矩阵的数据格式为有符号32位整型，最高一位表示是否被访问过，0表示没有被访问过，1表示被访问过（因为是有符号数，所以最高一位是1也就是负数）；16～18位（这里源码注解有误）表示4邻域的方向；0～7位表示该像素的灰度值*/

//img代表图像矩阵，MSER处理的是该矩阵

//src为输入原图

//heap_cur为边界像素堆

//mask为掩码

1. static int* preprocessMSER_8UC1( CvMat* img,

2. int*** heap_cur,

3. CvMat* src,

4. CvMat* mask )

5. {

6. int srccpt = src->step-src->cols;

7. //由于图像矩阵的宽经过了2^N处理，所以它的宽比原图的宽要长，cpt_1代表两个宽度的差值

8. int cpt_1 = img->cols-src->cols-1;

9. //图像矩阵的地址指针

10. int* imgptr = img->data.i;

11. //定义真实的图像起始地址

12. int* startptr;

13. //定义并初始化灰度值数组

14. int level_size[256];

15. for ( int i = 0; i < 256; i++ )

16. level_size[i] = 0;

17. //为图像矩阵的第一行赋值

18. for ( int i = 0; i < src->cols+2; i++ )

19. {

20. *imgptr = -1;

21. imgptr++;

22. }

23. //地址指针指向图像矩阵的第二行

24. imgptr += cpt_1-1;

25. //原图首地址指针

26. uchar* srcptr = src->data.ptr;

27. if ( mask )    //如果定义了掩码矩阵

28. {

29. startptr = 0;

30. //掩码矩阵首地址指针

31. uchar* maskptr = mask->data.ptr;

32. //遍历整个原图

33. for ( int i = 0; i < src->rows; i++ )

34. {

35. *imgptr = -1;

36. imgptr++;

37. for ( int j = 0; j < src->cols; j++ )

38. {

39. if ( *maskptr )

40. {

41. if ( !startptr )

42. startptr = imgptr;    //赋值

43. *srcptr = 0xff-*srcptr;    //反转图像的灰度值

44. level_size[*srcptr]++;    //为灰度值计数

45. //为图像矩阵赋值，它的低8位是原图灰度值，8～10位是灰度值的高3位

46. *imgptr = ((*srcptr>>5)<<8)|(*srcptr);

47. } else {    //掩码覆盖的像素值为-1

48. *imgptr = -1;

49. }

50. //地址加1

51. imgptr++;

52. srcptr++;

53. maskptr++;

54. }

55. //跳过图像矩阵比原图多出的部分

56. *imgptr = -1;

57. imgptr += cpt_1;

58. srcptr += srccpt;

59. maskptr += srccpt;

60. }

61. } else {    //没有定义掩码

62. startptr = imgptr+img->cols+1;    //赋值

63. //遍历整幅图像，为图像矩阵赋值

64. for ( int i = 0; i < src->rows; i++ )

65. {

66. *imgptr = -1;

67. imgptr++;

68. for ( int j = 0; j < src->cols; j++ )

69. {

70. *srcptr = 0xff-*srcptr;

71. level_size[*srcptr]++;

72. *imgptr = ((*srcptr>>5)<<8)|(*srcptr);

73. imgptr++;

74. srcptr++;

75. }

76. *imgptr = -1;

77. imgptr += cpt_1;

78. srcptr += srccpt;

79. }

80. }

81. //为图像矩阵的最后一行赋值

82. for ( int i = 0; i < src->cols+2; i++ )

83. {

84. *imgptr = -1;

85. imgptr++;

86. }

87. //定义边界像素堆的大小

88. //heap_cur[]对应灰度值，heap_cur[][]对应该灰度值的个数

89. //根据灰度值的个数定义heap_cur的长度

90. heap_cur[0][0] = 0;

91. for ( int i = 1; i < 256; i++ )

92. {

93. heap_cur[i] = heap_cur[i-1]+level_size[i-1]+1;

94. heap_cur[i][0] = 0;

95. }

96. //返回在图像矩阵中第一个真正的像素点的地址

97. return startptr;

98. }

extractMSER_8UC1_Pass函数执行MSER算法，MSER-和MSER+都执行该函数，但可以通过参数color来区分。

1. static void extractMSER_8UC1_Pass( int* ioptr,

2. int* imgptr,

3. int*** heap_cur,

4. LinkedPoint* ptsptr,

5. MSERGrowHistory* histptr,

6. MSERConnectedComp* comptr,

7. int step,

8. int stepmask,

9. int stepgap,

10. MSERParams params,

11. int color,

12. CvSeq* contours,

13. CvMemStorage* storage )

14. {

15. //设置第一个组块的灰度值为256，该灰度值是真实图像中不存在的灰度值，以区分真实图像的组块，从而判断程序是否结束

16. comptr->grey_level = 256;

17. //步骤2和步骤3

18. //指向第二个组块

19. comptr++;

20. //设置第二个组块为输入图像第一个像素（左上角）的灰度值

21. comptr->grey_level = (*imgptr)&0xff;

22. //初始化该组块

23. initMSERComp( comptr );

24. //在最高位标注该像素为已被访问过，即该值小于0

25. *imgptr |= 0x80000000;

26. //得到该像素所对应的堆，即指向它所对应的灰度值

27. heap_cur += (*imgptr)&0xff;

28. //定义方向，即偏移量，因为是4邻域，所以该数组分别对应右、下、左、上

29. int dir[] = { 1, step, -1, -step };

30. #ifdef __INTRIN_ENABLED__

31. unsigned long heapbit[] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };

32. unsigned long* bit_cur = heapbit+(((*imgptr)&0x700)>>8);

33. #endif

34. //死循环，退出该死循环的条件有两个：一是到达组块的栈底；二是边界像素堆中没有任何值。达到栈底也就意味着堆中没有值，在此函数中两者是一致的。

35. for ( ; ; )

36. {

37. // take tour of all the 4 directions

38. //步骤4

39. //在4邻域内进行搜索

40. while ( ((*imgptr)&0x70000) < 0x40000 )

41. {

42. // get the neighbor

43. /* ((*imgptr)&0x70000)>>16得到第16位至第18位数据，该数据对应的4邻域的方向，再通过dir数组得到4邻域的偏移量，因此imgptr_nbr为当前像素4邻域中某一个方向上邻域的地址指针 */

44. int* imgptr_nbr = imgptr+dir[((*imgptr)&0x70000)>>16];

45. //检查邻域像素是否被访问过，如果被访问过，则会在第一位置1，因此该值会小于0，否则第一位为0，该值大于0

46. if ( *imgptr_nbr >= 0 ) // if the neighbor is not visited yet

47. {

48. //标注该像素已被访问过，即把第一位置1

49. *imgptr_nbr |= 0x80000000; // mark it as visited

50. //比较当前像素与邻域像素灰度值

51. if ( ((*imgptr_nbr)&0xff) < ((*imgptr)&0xff) )

52. {

53. //如果邻域值小于当前值，把当前值放入堆中

54. // when the value of neighbor smaller than current

55. // push current to boundary heap and make the neighbor to be the current one

56. // create an empty comp

57. //堆中该像素灰度值的数量加1，即对该灰度值像素个数计数

58. (*heap_cur)++;

59. //把当前值的地址放入堆中

60. **heap_cur = imgptr;

61. //重新标注当前值的方向位，以备下一次访问该值时搜索下一个邻域

62. *imgptr += 0x10000;

63. //定位邻域值所对应的堆的位置

64. //当前heap_cur所指向的灰度值为while循环搜索中的最小灰度值，即水溢过的最低点

65. heap_cur += ((*imgptr_nbr)&0xff)-((*imgptr)&0xff);

66. #ifdef __INTRIN_ENABLED__

67. _bitset( bit_cur, (*imgptr)&0x1f );

68. bit_cur += (((*imgptr_nbr)&0x700)-((*imgptr)&0x700))>>8;

69. #endif

70. imgptr = imgptr_nbr;    //邻域值换为当前值

71. //步骤3

72. comptr++;    //创建一个组块

73. initMSERComp( comptr );    //初始化该组块

74. comptr->grey_level = (*imgptr)&0xff;    //为该组块的灰度值赋值

75. //当某个邻域值小于当前值，则不对当前值再做任何操作，继续下次循环，在下次循环中，处理的则是该邻域值，即再次执行步骤4

76. continue;

77. } else {

78. //如果邻域值大于当前值，把邻域值放入堆中

79. // otherwise, push the neighbor to boundary heap

80. //找到该邻域值在堆中的灰度值位置，并对其计数，即对该灰度值像素个数计数

81. heap_cur[((*imgptr_nbr)&0xff)-((*imgptr)&0xff)]++;

82. //把该邻域像素地址放入堆中

83. *heap_cur[((*imgptr_nbr)&0xff)-((*imgptr)&0xff)] = imgptr_nbr;

84. #ifdef __INTRIN_ENABLED__

85. _bitset( bit_cur+((((*imgptr_nbr)&0x700)-((*imgptr)&0x700))>>8), (*imgptr_nbr)&0x1f );

86. #endif

87. }

88. }

89. *imgptr += 0x10000;    //重新标注当前值的领域方向

90. }

91. //imsk表示结束while循环后所得到的最后像素地址与图像首地址的相对距离

92. int imsk = (int)(imgptr-ioptr);

93. //得到结束while循环后的最后像素的坐标位置

94. //从这里可以看出图像的宽采样2^N的好处，即imsk>>stepgap

95. ptsptr->pt = cvPoint( imsk&stepmask, imsk>>stepgap );

96. // get the current location

97. //步骤5

98. //对栈顶的组块的像素个数累加，即计算组块的面积大小，并链接组块内的像素点

99. //结束while循环后，栈顶组块的灰度值就是该次循环后得到的最小灰度值，也就是该组块为极低点，就相当于水已经流到了最低的位置

100. accumulateMSERComp( comptr, ptsptr );

101. //指向下一个像素点链表位置

102. ptsptr++;

103. // get the next pixel from boundary heap

104. //步骤6

105. /*结束while循环后，如果**heap_cur有值的话，heap_cur指向的应该是while循环中得到的灰度值最小值，也就是在组块的边界像素中，有与组块相同的灰度值，因此要把该值作为当前值继续while循环，也就是相当于组块面积的扩展*/

106. if ( **heap_cur )    //有值

107. {

108. imgptr = **heap_cur;    //把该像素点作为当前值

109. (*heap_cur)--;    //像素的个数要相应的减1

110. #ifdef __INTRIN_ENABLED__

111. if ( !**heap_cur )

112. _bitreset( bit_cur, (*imgptr)&0x1f );

113. #endif

114. //步骤7

115. //已经找到了最小灰度值的组块，并且边界像素堆中的灰度值都比组块的灰度值大，则这时需要组块，即计算最大稳定极值区域

116. } else {

117. #ifdef __INTRIN_ENABLED__

118. bool found_pixel = 0;

119. unsigned long pixel_val;

120. for ( int i = ((*imgptr)&0x700)>>8; i < 8; i++ )

121. {

122. if ( _BitScanForward( &pixel_val, *bit_cur ) )

123. {

124. found_pixel = 1;

125. pixel_val += i<<5;

126. heap_cur += pixel_val-((*imgptr)&0xff);

127. break;

128. }

129. bit_cur++;

130. }

131. if ( found_pixel )

132. #else

133. heap_cur++;    //指向高一级的灰度值

134. unsigned long pixel_val = 0;

135. //在边界像素堆中，找到边界像素中的最小灰度值

136. for ( unsigned long i = ((*imgptr)&0xff)+1; i < 256; i++ )

137. {

138. if ( **heap_cur )

139. {

140. pixel_val = i;    //灰度值

141. break;

142. }

143. //定位在堆中所对应的灰度值，与pixel_val是相等的

144. heap_cur++;

145. }

146. if ( pixel_val )    //如果找到了像素值

147. #endif

148. {

149. imgptr = **heap_cur;    //从堆中提取出该像素

150. (*heap_cur)--;    //对应的像素个数减1

151. #ifdef __INTRIN_ENABLED__

152. if ( !**heap_cur )

153. _bitreset( bit_cur, pixel_val&0x1f );

154. #endif

155. //进入处理栈子模块

156. if ( pixel_val < comptr[-1].grey_level )

157. //如果从堆中提取出的最小灰度值小于距栈顶第二个组块的灰度值，则说明栈顶组块和第二个组块之间仍然有没有处理过的组块，因此在计算完MSER值后还要继续返回步骤4搜索该组块

158. {

159. // check the stablity and push a new history, increase the grey level

160. //利用公式2计算栈顶组块的q(i)值

161. if ( MSERStableCheck( comptr, params ) )    //是MSER

162. {

163. //得到组块内的像素点

164. CvContour* contour = MSERToContour( comptr, storage );

165. contour->color = color;    //标注是MSER-还是MSER+

166. //把组块像素点放入序列中

167. cvSeqPush( contours, &contour );

168. }

169. MSERNewHistory( comptr, histptr );

170. //改变栈顶组块的灰度值，这样就可以和上一层的组块进行合并

171. comptr[0].grey_level = pixel_val;

172. histptr++;

173. } else {

174. //从堆中提取出的最小灰度值大于等于距栈顶第二个组块的灰度值

175. // keep merging top two comp in stack until the grey level >= pixel_val

176. //死循环，用于处理灰度值相同并且相连的组块之间的合并

177. for ( ; ; )

178. {

179. //指向距栈顶第二个组块

180. comptr--;

181. //合并前两个组块，并把合并后的组块作为栈顶组块

182. MSERMergeComp( comptr+1, comptr, comptr, histptr );

183. histptr++;

184. /*如果pixel_val = comptr[0].grey_level，说明在边界上还有属于该组块的像素；如果pixel_val &lt; comptr[0].grey_level，说明还有比栈顶组块灰度值更小的组块没有搜索到。这两种情况都需要回到步骤4中继续搜索组块*/

185. if ( pixel_val <= comptr[0].grey_level )

186. break;

187. //合并栈内前两个组块，直到pixel_val < comptr[-1].grey_level为止

188. if ( pixel_val < comptr[-1].grey_level )

189. {

190. // check the stablity here otherwise it wouldn't be an ER

191. if ( MSERStableCheck( comptr, params ) )

192. {

193. CvContour* contour = MSERToContour( comptr, storage );

194. contour->color = color;

195. cvSeqPush( contours, &contour );

196. }

197. MSERNewHistory( comptr, histptr );

198. comptr[0].grey_level = pixel_val;

199. histptr++;

200. break;

201. }

202. }

203. }

204. } else

205. //边界像素堆中没有任何像素，则退出死循环，该函数返回。

206. break;

207. }

208. }

209. }

MSER就分析到这里，至于其中用到的一些子函数就不再分析。这里还要说明一点的是，MSER+和MSER-使用的都是同一个函数，两者的区别是一个组块面积增加，另一个减少。说实话，该部分的内容数据结构较为复杂，有一些内容我理解得也不透彻，比如结构MSERGrowHistory真正的含义还比较模糊。

下面就给出最大稳定极值区域检测的应用实例：

1. #include "opencv2/core/core.hpp"

2. #include "opencv2/highgui/highgui.hpp"

3. #include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"

4. #include <opencv2/features2d/features2d.hpp>

5. #include <iostream>

6. using namespace cv;

7. using namespace std;

8. int main(int argc, char *argv[])

9. {

10. Mat src,gray;

11. src = imread("lenna.bmp");

12. cvtColor( src, gray, CV_BGR2GRAY );

13. //创建MSER类

14. MSER ms;

15. //用于组块区域的像素点集

16. vector<vector<Point>> regions;

17. ms(gray, regions, Mat());

18. //在灰度图像中用椭圆形绘制组块

19. for (int i = 0; i < regions.size(); i++)

20. {

21. ellipse(gray, fitEllipse(regions[i]), Scalar(255));

22. }

23. imshow("mser", gray);

24. waitKey(0);

25. return 0;

26. }

结果如下图所示。本文介绍的方法只适用于灰度图像，所以如果输入的是彩色图像，要把它转换为灰度图像。另外在创建MSER类的时候，我们使用的是缺省构造函数，因此MSER算法所需的参数是系统默认的。所以我们检测的结果与David Nister等人在原著中的检测结果略有不同。

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