如何在OpenCV中平滑曲线（轮廓）？

Question

如何在OpenCV中平滑曲线（轮廓）？

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我正在处理一张类似于此链接中的黑白图像的第一张图片：http://imageshack.us/g/33/firstwm.png/。它有很多“噪声”，所以我对其应用了一个中值滤波器来平滑它，从而得到了第二张图片。

cvSmooth(TempImage, TempImage, CV_MEDIAN, 5, 0);

在这之后，我获得了轮廓并将它们绘制在另一张图像上，就像链接中的第三张图片一样。

我的问题是，轮廓仍然有点像素化（有棱角）。是否有一种方法可以使黑白图像更加平滑，以获得更好的轮廓？或者通过对轮廓进行处理来解决问题。

我还尝试了不同内核的膨胀和腐蚀，但问题仍然存在。

感谢任何帮助。

编辑：

cvSmooth(TempImage, TempImage, CV_GAUSSIAN, 9, 9, 3);
cvThreshold(TempImage, TempImage, 127, 255, CV_THRESH_BINARY);

中值滤波可以得到相同的结果，但仍会留下一些像素化的轮廓。

- Adrian

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将其通过高斯核，然后阈值处理应该能够平滑边缘。也许这就是您想要的结果？ - swalog

我假设你所说的“噪声”是指你在第二个例子中似乎已经去除的高频分量。这个输出结果是你想要的吗？如果只需要二进制输出，那么硬阈值可能是最接近的东西。 - swalog

是的，期望的输出是尽可能地消除噪声，使轮廓更加平滑。我已经尝试了高斯+阈值，并按照您的建议进行了尝试，但结果与中值滤波器相同。 - Adrian

也许增加高斯核大小可以消除剩余的像素轮廓？如果您想要抗锯齿边缘，则应执行我建议的重新映射。 - swalog

你能否解释一下如何进行重新映射，或者给个例子吗？抗锯齿边缘正是我需要的，这就是我所说的平滑 :) - Adrian

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- swalog · Accepted Answer

enter image description here

如果您想要平滑的效果，可以通过进行高斯模糊，然后进行阈值处理来实现。即使用cvSmooth和CV_GAUSSIAN作为参数，然后再使用cvThreshold。

如果您想要比阈值处理更平滑的过渡效果（如此处所示），您可以通过调整级别来实现（重新映射颜色范围，以保留一些边缘过渡）。

更新：为了解释如何在阈值处理中获得平滑（抗锯齿）边缘，请考虑阈值处理的操作。它基本上是逐个像素地处理图像。如果像素值低于阈值，则将其设置为黑色（0），否则将其设置为白色（255）。

因此，阈值运算符非常简单，但是可以使用任何其他通用映射函数。基本上，这是一个函数f(i)，其中i是强度像素值（范围为0-255），f(i)是映射值。对于阈值，这个函数很简单。

 f(i) = {   0, for i  < threshold
          255, for i >= threshold

你所拥有的是经过平滑处理的图像（使用高斯核进行了cvSmooth，这使得平滑效果最好），因此在边缘上你会得到从0到255变化的软性值转换。你需要做的是将这种转换变得更小，以便获得良好的边缘效果。如果你过度处理它，你会直接从0到255转换为二进制阈值处理。

现在，考虑一下一个函数，它将127 +- 4的范围内的四个强度值映射到完整的0-255范围内。也就是说，

         f(i) = {   0,  for i  < 123
                  255,  for i >= 131
       linear mapping,  for 123 <= i < 131

希望你能获得期望的输出结果。我会快速查看，看看是否已经在openCV中实现了该功能。不过自己编写应该也不算太难。

更新2 轮廓版本的代码大概是这样的：

              f(i) = { 255,  for        i < 122
   linear mapping (255->0),  for 122 <= i < 126
                         0,  for 126 <= i < 127
   linear mapping (0->255),  for 127 <= i < 131
                       255,  for 131 <= i