opencv-045-图像二值化与去噪

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知识点

对于一张需要二值化的图像，我们有两种选择：
选择一
直接对输入图像转换为灰度图像，然后二值化
选择二
首先对输入图像进行降噪，去除噪声干扰，然后再二值化

在进行去噪声的时候，可以选择的有：

  • 均值模糊去噪声

  • 高斯模糊去噪声

  • 双边/均值迁移模糊去噪声

  • 非局部均值去噪声

下面以三种方式进行实验，

  • 第一张图是输入图像直接转换为二值图像

  • 第二张图是输入图像先高斯模糊去噪声，然后二值化图像

  • 第三张图是输入图像先均值迁移去噪声，然后二值化的图像

代码（c++,python）

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#include <iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>

using namespace std;
using namespace cv;

/*
 * 图像二值化与去噪
 */
int main() {
    Mat src = imread("../images/coins.jpg");
    if (src.empty()) {
        cout << "could not load image.." << endl;
    }
    imshow("input", src);

    Mat gray, blurred, binary;

    // 直接二值化
    cvtColor(src, gray, COLOR_BGR2GRAY);
    threshold(gray, binary, 0, 255, THRESH_BINARY | THRESH_OTSU);
    imshow("binary_direct", binary);

    // 先高斯模糊，再二值化
    GaussianBlur(src, blurred, Size(3,3), 0, 0);
    cvtColor(blurred, gray, COLOR_BGR2GRAY);
    threshold(gray, binary, 0, 255, THRESH_BINARY | THRESH_OTSU);
    imshow("binary_gaussian", binary);

    // 先均值迁移模糊，再二值化
    pyrMeanShiftFiltering(src, blurred, 10, 100);
    cvtColor(blurred, gray, COLOR_BGR2GRAY);
    threshold(gray, binary, 0, 255, THRESH_BINARY | THRESH_OTSU);
    imshow("binary_pyrmean", binary);

    waitKey(0);
    return 0;
}
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import cv2 as cv
import numpy as np


def method_1(image):
    gray = cv.cvtColor(image, cv.COLOR_BGR2GRAY)
    t, binary = cv.threshold(gray, 0, 255, cv.THRESH_BINARY | cv.THRESH_OTSU)
    return binary


def method_2(image):
    blurred = cv.GaussianBlur(image, (3, 3), 0)
    gray = cv.cvtColor(blurred, cv.COLOR_BGR2GRAY)
    t, binary = cv.threshold(gray, 0, 255, cv.THRESH_BINARY | cv.THRESH_OTSU)
    return binary


def method_3(image):
    blurred = cv.pyrMeanShiftFiltering(image, 10, 100)
    gray = cv.cvtColor(blurred, cv.COLOR_BGR2GRAY)
    t, binary = cv.threshold(gray, 0, 255, cv.THRESH_BINARY | cv.THRESH_OTSU)
    return binary


src = cv.imread("D:/images/coins.jpg")
h, w = src.shape[:2]
ret = method_3(src)

result = np.zeros([h, w*2, 3], dtype=src.dtype)
result[0:h,0:w,:] = src
result[0:h,w:2*w,:] = cv.cvtColor(ret, cv.COLOR_GRAY2BGR)
cv.putText(result, "input", (10, 30), cv.FONT_ITALIC, 1.0, (0, 0, 255), 2)
cv.putText(result, "binary", (w+10, 30), cv.FONT_ITALIC, 1.0, (0, 0, 255), 2)
cv.imshow("result", result)
cv.imwrite("D:/binary_result.png", result)

cv.waitKey(0)
cv.destroyAllWindows()

结果

代码地址

github