实战 | OpenCV两种不同方法实现粘连大米分割计数(步骤 + 代码)

文摘   科技   2024-11-15 07:45   重庆  
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导  读

    本文主要介绍基于OpenCV的两种不同方法实现粘连大米分割计数,并给详细步骤和代码。


      

背景介绍

    测试图如下,图中有个别米粒相互粘连,本文主要演示如何使用OpenCV用两种不同方法将其分割并计数。

      

方法一:基于分水岭算法

    基于分水岭算法分割步骤如下: 

  【1】高斯滤波 + 二值化 + 开运算

gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)gray = cv2.GaussianBlur(gray,(5,5),0)ret, binary= cv2.threshold(gray, 115, 255, cv2.THRESH_BINARY) kernel = np.ones((5, 5), np.uint8)binary = cv2.morphologyEx(binary, cv2.MORPH_OPEN, kernel, iterations=1)cv2.imshow('thres', binary)

  【2】距离变换 + 提取前景

dist = cv2.distanceTransform(binary, cv2.DIST_L2, 3)dist_out = cv2.normalize(dist, 0, 1.0, cv2.NORM_MINMAX)cv2.imshow('distance-Transform', dist_out * 100)ret, surface = cv2.threshold(dist_out, 0.35*dist_out.max(), 255, cv2.THRESH_BINARY)cv2.imshow('surface', surface)sure_fg = np.uint8(surface)# 转成8位整型cv2.imshow('Sure foreground', sure_fg)

  【3】标记位置区域

# 未知区域标记为0markers[unknown == 255] = 0kernel = np.ones((5, 5), np.uint8)binary = cv2.morphologyEx(binary, cv2.MORPH_DILATE, kernel, iterations=1)unknown = binary - sure_fgcv2.imshow('unknown',unknown)

  【4】分水岭算法分割

markers = cv2.watershed(img, markers=markers)min_val, max_val, min_loc, max_loc = cv2.minMaxLoc(markers)

  【5】轮廓查找和标记

contours,hierarchy = cv2.findContours(mask, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_NONE)    for cnt in contours:        M = cv2.moments(cnt)        cx = int(M['m10']/M['m00'])        cx = int(M['m10']/M['m00'])        cy = int(M['m01']/M['m00'])#轮廓重心        cv2.drawContours(img,contours,-1,colors[rd.randint(0,5)],2)        cv2.drawMarker(img, (cx,cy),(0,255,0),1,8,2)


      

方法二:轮廓凸包缺陷方法

    基于轮廓凸包缺陷分割步骤如下: 

  【1】高斯滤波 + 二值化 + 开运算

gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)gray = cv2.GaussianBlur(gray,(5,5),0)ret, binary= cv2.threshold(gray, 115, 255, cv2.THRESH_BINARY) kernel = np.ones((5, 5), np.uint8)binary = cv2.morphologyEx(binary, cv2.MORPH_OPEN, kernel, iterations=1)cv2.imshow('thres', binary)

  【2】轮廓遍历 + 筛选轮廓含有凸包缺陷的轮廓

contours,hierarchy = cv2.findContours(binary, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_NONE)for cnt in contours:    hull = cv2.convexHull(cnt,returnPoints=False)#默认returnPoints=True    defects = cv2.convexityDefects(cnt,hull)    #print defects    pt_list = []    if defects is not None:        flag = False        for i in range(0,defects.shape[0]):            s,e,f,d = defects[i,0]            if d > 4500:                flag = True

  【3】将距离d最大的两个凸包缺陷点连起来,将二值图中对应的粘连区域分割开,红色圆标注为分割开的部分

    if len(pt_list) > 0:        cv2.line(binary,pt_list[0],pt_list[1],0,2)  cv2.imshow('binary2',binary)

  【4】重新查找轮廓并标记结果

contours,hierarchy = cv2.findContours(binary, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_NONE)for cnt in contours:    try:        M = cv2.moments(cnt)        cx = int(M['m10']/M['m00'])        cx = int(M['m10']/M['m00'])        cy = int(M['m01']/M['m00'])#轮廓重心                 cv2.drawContours(img,cnt,-1,colors[rd.randint(0,5)],2)        cv2.drawMarker(img, (cx,cy),(0,0,255),1,8,2)    except:        pass

—THE END—

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