【原】ITK-腐蝕

翟天保的圖書館 2024-12-13 發(fā)布于上海

展開全文

作者：翟天保Steven
版權聲明：著作權歸作者所有，商業(yè)轉(zhuǎn)載請聯(lián)系作者獲得授權，非商業(yè)轉(zhuǎn)載請注明出處

腐蝕原理

? ? ? ???圖像形態(tài)學腐蝕是圖像處理中的一種基本操作，主要用于圖像細化、目標提取、去除小的干擾物體以及在特定場景下輔助進行更精準的圖像分割。其基本原理是通過使用一個稱為結構元素的模板對圖像進行局部區(qū)域的最小值操作。腐蝕操作通過將結構元素在圖像上滑動，當結構元素與目標區(qū)域有交集時，將中心像素設置為背景，從而實現(xiàn)目標區(qū)域的縮小。

? ? ? ?OpenCV腐蝕示例參考：

? ? ? ?OpenCV-腐蝕cv::erode-CSDN博客

? ? ? ?本文介紹如何用ITK實現(xiàn)圖像形態(tài)學腐蝕。

環(huán)境準備

參見：Windows下用CMake編譯ITK及配置測試_itk配置-CSDN博客

功能解析

1.引入必要的頭文件：

#include <itkImage.h>
#include <itkImageFileReader.h>
#include <itkImageFileWriter.h>
#include <itkBinaryErodeImageFilter.h>  
#include <itkFlatStructuringElement.h>
#include <itkJPEGImageIOFactory.h>
#include <itkBinaryThresholdImageFilter.h>

2.初始化圖像類型和讀寫器：

// 定義圖像類型
typedef itk::Image<unsigned char, 2> CharImageType;
typedef itk::ImageFileReader<CharImageType> ReaderType;
typedef itk::ImageFileWriter<CharImageType> WriterType;
// 注冊JPEG格式支持
itk::JPEGImageIOFactory::RegisterOneFactory();
// 定義結構元素類型
typedef itk::FlatStructuringElement<2> StructuringElementType;
// 創(chuàng)建讀取器和寫入器
ReaderType::Pointer reader = ReaderType::New();
WriterType::Pointer writer = WriterType::New();
WriterType::Pointer binaryWriter = WriterType::New(); // 用于保存二值化圖像

3.設置文件名：

// 設置要讀取和寫入的文件
reader->SetFileName("test.jpg");
writer->SetFileName("eroded_image.jpg");  // 修改輸出文件名，體現(xiàn)是腐蝕后的圖像
binaryWriter->SetFileName("binary_image.jpg");

4.創(chuàng)建二值化濾波器：

// 創(chuàng)建二值化濾波器
typedef itk::BinaryThresholdImageFilter<CharImageType, CharImageType> ThresholdFilterType;
ThresholdFilterType::Pointer thresholdFilter = ThresholdFilterType::New();
thresholdFilter->SetInput(reader->GetOutput());
thresholdFilter->SetLowerThreshold(128);  // 適當設置閾值
thresholdFilter->SetUpperThreshold(255);
thresholdFilter->SetInsideValue(255);    // 前景值
thresholdFilter->SetOutsideValue(0);     // 背景值

5.創(chuàng)建腐蝕濾波器：

// 創(chuàng)建結構元素，使用合適的半徑類型
StructuringElementType::RadiusType radius;
radius.Fill(1);
// 創(chuàng)建正方形結構元素
StructuringElementType structuringElement = StructuringElementType::Box(radius);
// 創(chuàng)建腐蝕濾波器
typedef itk::BinaryErodeImageFilter<CharImageType, CharImageType, StructuringElementType> ErodeFilterType;  // 定義腐蝕濾波器類型
ErodeFilterType::Pointer erodeFilter = ErodeFilterType::New();
erodeFilter->SetInput(thresholdFilter->GetOutput());
erodeFilter->SetKernel(structuringElement);

6.連接過濾器輸出到寫入器并執(zhí)行寫入操作：

// 將腐蝕圖像作為輸出圖像
writer->SetInput(erodeFilter->GetOutput());
// 執(zhí)行更新
try
{
	// 首先保存二值化圖像
	binaryWriter->Update();
    // 然后保存腐蝕圖像
	writer->Update();
}
catch (itk::ExceptionObject& error)
{
	std::cerr << "Error: " << error << std::endl;
	return EXIT_FAILURE;
}

完整代碼

#include <itkImage.h>
#include <itkImageFileReader.h>
#include <itkImageFileWriter.h>
#include <itkBinaryErodeImageFilter.h>  
#include <itkFlatStructuringElement.h>
#include <itkJPEGImageIOFactory.h>
#include <itkBinaryThresholdImageFilter.h>

int main()
{
	// 定義圖像類型
	typedef itk::Image<unsigned char, 2> CharImageType;
	typedef itk::ImageFileReader<CharImageType> ReaderType;
	typedef itk::ImageFileWriter<CharImageType> WriterType;

	// 注冊JPEG格式支持
	itk::JPEGImageIOFactory::RegisterOneFactory();

	// 定義結構元素類型
	typedef itk::FlatStructuringElement<2> StructuringElementType;

	// 創(chuàng)建讀取器和寫入器
	ReaderType::Pointer reader = ReaderType::New();
	WriterType::Pointer writer = WriterType::New();
	WriterType::Pointer binaryWriter = WriterType::New(); // 用于保存二值化圖像

	// 設置要讀取和寫入的文件
	reader->SetFileName("test.jpg");
	writer->SetFileName("eroded_image.jpg");  // 修改輸出文件名，體現(xiàn)是腐蝕后的圖像
	binaryWriter->SetFileName("binary_image.jpg");

	// 創(chuàng)建二值化濾波器
	typedef itk::BinaryThresholdImageFilter<CharImageType, CharImageType> ThresholdFilterType;
	ThresholdFilterType::Pointer thresholdFilter = ThresholdFilterType::New();
	thresholdFilter->SetInput(reader->GetOutput());
	thresholdFilter->SetLowerThreshold(128);
	thresholdFilter->SetUpperThreshold(255);
	thresholdFilter->SetInsideValue(255);
	thresholdFilter->SetOutsideValue(0);

	// 保存二值化圖像
	binaryWriter->SetInput(thresholdFilter->GetOutput());

	// 創(chuàng)建結構元素，使用合適的半徑類型
	StructuringElementType::RadiusType radius;
	radius.Fill(1);

	// 創(chuàng)建正方形結構元素
	StructuringElementType structuringElement = StructuringElementType::Box(radius);

	// 創(chuàng)建腐蝕濾波器
	typedef itk::BinaryErodeImageFilter<CharImageType, CharImageType, StructuringElementType> ErodeFilterType;  // 定義腐蝕濾波器類型
	ErodeFilterType::Pointer erodeFilter = ErodeFilterType::New();
	erodeFilter->SetInput(thresholdFilter->GetOutput());
	erodeFilter->SetKernel(structuringElement);

	// 將腐蝕圖像作為輸出圖像
	writer->SetInput(erodeFilter->GetOutput());

	// 執(zhí)行更新
	try
	{
		// 首先保存二值化圖像
		binaryWriter->Update();

		// 然后保存腐蝕圖像
		writer->Update();
	}
	catch (itk::ExceptionObject& error)
	{
		std::cerr << "Error: " << error << std::endl;
		return EXIT_FAILURE;
	}

	std::cout << "Erosion completed successfully." << std::endl;
	return EXIT_SUCCESS;
}