c - 扩张期间不需要的噪声元素

Question

我正在对二值米粒图片应用膨胀操作。当使用的结构元素大小为 9x9 时，噪声粒子会变大，这是合乎逻辑的。但是当我使用大小为 15x15 的结构元素时，我会得到与原始噪声粒子相邻的新噪声粒子。这很令人困惑，因为我不知道为什么会这样。结构元素是一个全为 1 的 nxn 矩阵。附上图片以供引用。

引用图片:

膨胀图像(9x9 SE):

膨胀图像(15x15 SE):
请帮忙!!

代码:

void DilateBinary(Mat Image, Mat& op, double* SE, int m){
op=Image.clone();
double pixelvalue;

int limit=(m-1)/2;
for(int y = limit; y < (Image.rows - limit); y++)
            {
                for(int x = limit; x < (Image.cols - limit); x++)
                {
                    double max=0.0;
                    //printf("Input pixel: %u \n",Image.at<unsigned char>(y,x));
                    for(int j = -limit; j <=limit ; j++)
                    {
                        for(int i = -limit; i <=limit ; i++)
                        {
                            if(*(SE + (j+1)*m + (i+1) ) > 0)
                            {
                                pixelvalue = (*(SE + (j+1)*m + ((2*limit)-(i+1)) )) * (Image.at<unsigned char>(y+j,x+i));
                                //printf("%f",pixelvalue);
                                if (pixelvalue>127)
                                    max=255.0;
                            }
                        }
                    }
                    op.at<uchar>(y,x) = max;
                    //printf("Output pixel: %u \n",op.at<unsigned char>(y,x));
                    //printf("Modified pixel= %f %d\n",pixelvalue,cvRound(pixelvalue));

                }
            }

注意:SE 是指向我正在使用的掩码/SE 的指针。 & m 为 9 表示 9x9 SE，15 表示 15x15 SE.........

Answer 1

罪魁祸首是你在第二个嵌套的 for 循环 block 中的 if 语句:

for(int j = -limit; j <=limit ; j++) {
    for(int i = -limit; i <=limit ; i++) {
        if(*(SE + (j+1)*m + (i+1) ) > 0) {
            pixelvalue = (*(SE + (j+1)*m + ((2*limit)-(i+1)) ))  (Image.at<unsigned char>(y+j,x+i));
            if (pixelvalue>127)
                max=255.0;
        }
    }
}

您索引到结构元素的方式假定它是一个 3 x 3 掩码，因为您期望 i 和 j 悬停在 - 1 到 1。 Mark Ransom 的评估是正确的，因为您将拥有负值的指数。尝试设置 m = 15，这是您的问题所在。这意味着 limit = 7 然后从这个循环的开头开始，看看您正在访问的行和列，因为您正在尝试访问具有行优先线性索引的掩码。

如果 limit = 7，这意味着在开始时，j = -7, i = -7 所以 (j+1)*m = (-7+1)*15 = -90。还有 (2*limit) - (i+1) = (2*7) - (-7+1) = 20。这最终意味着您正在尝试访问 SE - 90 + 20 = SE - 70 的内存位置，因此您实际上正在评估 70 字节的内存位置(假设 unsigned char) 远离结构元素的原点，而不是结构元素的左上角......所以你确定你写的代码正确吗？我很惊讶你还没有遇到任何段错误。您可能幸运地使用了 9 x 9，因为行偏移量为负，但列偏移量将为正并且它们的大小可能相等，因此您可能幸运地访问了所有结构元素然后，但这肯定不会适用于更大的掩模尺寸。

为了确保覆盖所有的掩码系数，您需要将偏移量更改为+limit，而不是+1 .我也不明白 if 语句中的 2*limit 。您可以直接访问 mask 元素。因此，您需要这样做:

for(int j = -limit; j <=limit ; j++) {
    for(int i = -limit; i <=limit ; i++) {
        if(*(SE + (j+limit)*m + (i+limit) ) > 0) {
            pixelvalue = (*(SE + (j+limit)*m + (i+limit) )) * (Image.at<unsigned char>(y+j,x+i));
            if (pixelvalue>127)
                max=255.0;
        }
    }
}

但是，如果我能提出一些建议，因为您正在进行形态二元膨胀，您只需检查结构元素中是否有任何像素接触到白色像素。因为这是一个方形结构元素，所以这会更容易。本质上，在 m x m 像素邻域中，如果任何像素不为零，那么您会将输出设置为 255 并跳出循环。对您的代码进行的小优化可能是:

for(int j = -limit; j <=limit ; j++) {
    for(int i = -limit; i <=limit ; i++) {
        pixelValue = (*(SE + (j+limit)*m + (i+limit) )); // Get structuring element value
        pixelValue *= (Image.at<unsigned char>(y+j,x+i)); // Obtain corresponding intensity
        if (pixelValue != 0) { // If non-zero, set output to max and break
            max = 255.0;
            i = limit + 1; j = limit + 1; // break out of loop
        }
    }
}

当你有完全黑暗的区域时，这显然不会节省任何东西，但当涉及到完全白色的区域时，贯穿结构元素的双重嵌套 for 循环只会迭代一次。它可能会节省一些时钟周期，但请始终记住，蛮力形态学本身已经具有可怕的计算复杂性。