使用 OpenCV 中 ConnectedComponents 连通域标记：从零开始的终极指南

2024-02-17 01:28:06

1. 什么是连通域标记？

在图像处理中，连通域标记是指将图像中的相邻像素集合识别并标记为独立区域的过程。每个区域被称为一个连通域。它可以帮助我们提取图像中的目标物体并进行进一步的处理和分析。

2. OpenCV 中的 ConnectedComponents 函数

OpenCV 中提供了 ConnectedComponents 函数来实现连通域标记，其原型如下：

int cv::connectedComponents(InputArray image, OutputArray labels, int connectivity = 8, int ltype = CV_32S)

image: 输入图像，可以是二值图像或灰度图像。
labels: 输出标记图像，每个像素的值表示其所属的连通域的编号。
connectivity: 连通性的类型，可以是 4 或 8，表示像素与相邻像素的连接方式。
ltype: 输出图像的数据类型，可以是 CV_32S 或 CV_16U。

3. 连通域标记的基本步骤

使用 ConnectedComponents 函数进行连通域标记的基本步骤如下：

读入输入图像。
将图像转换为二值图像或灰度图像。
调用 ConnectedComponents 函数标记连通域。
使用得到的标记图像提取连通域的信息。

4. 示例代码

以下是一段使用 ConnectedComponents 函数标记连通域的示例代码：

#include <opencv2/opencv.hpp>

using namespace cv;

int main()
{
    // 读入图像
    Mat image = imread("image.png");

    // 转换为灰度图像
    cvtColor(image, image, COLOR_BGR2GRAY);

    // 转换为二值图像
    threshold(image, image, 127, 255, THRESH_BINARY);

    // 标记连通域
    Mat labels;
    int num_labels = connectedComponents(image, labels);

    // 提取连通域的信息
    for (int i = 1; i <= num_labels; i++)
    {
        // 获取第 i 个连通域的像素坐标
        Mat mask = labels == i;
        std::vector<Point> pixels;
        findNonZero(mask, pixels);

        // 计算第 i 个连通域的面积
        int area = countNonZero(mask);

        // 计算第 i 个连通域的质心
        Moments moments = moments(mask);
        Point2f center = Point2f(moments.m10 / moments.m00, moments.m01 / moments.m00);

        // 打印第 i 个连通域的信息
        std::cout << "连通域 " << i << ":" << std::endl;
        std::cout << "像素坐标：" << pixels << std::endl;
        std::cout << "面积：" << area << std::endl;
        std::cout << "质心：" << center << std::endl;
    }

    return 0;
}