opencv-均值滤波blur解析

港控/mmm° 2022-08-21 07:41 213阅读 0赞

滤波器的种类有很多， 在新版本的OpenCV中，提供了如下五种常用的图像平滑处理操作方法，且他们分别被封装在单独的函数中，使用起来非常方便：

·        方框滤波——boxblur函数

·        均值滤波——blur函数

·        高斯滤波——GaussianBlur函数

·        中值滤波——medianBlur函数

·        双边滤波——bilateralFilter函数

本文主要以blur展开解析：

CV\_EXPORTS\_W  void blur( InputArray src,  OutputArray dst,

Size ksize, Point anchor=Point(-1,-1),

int

·        第一个参数，InputArray类型的src，输入图像，即源图像，填Mat类的对象即可。该函数对通道是独立处理的，且可以处理任意通道数的图片，但需要注意，待处理的图片深度应该为CV\_8U, CV\_16U, CV\_16S, CV\_32F 以及 CV\_64F之一。

·        第二个参数，OutputArray类型的dst，即目标图像，需要和源图片有一样的尺寸和类型。比如可以用Mat::Clone，以源图片为模板，来初始化得到如假包换的目标图。

·        第三个参数，Size类型（对Size类型稍后有讲解）的ksize，内核的大小。一般这样写Size( w,h )来表示内核的大小( 其中，w 为像素宽度， h为像素高度)。Size（3,3）就表示3x3的核大小，Size（5,5）就表示5x5的核大小

·        第四个参数，Point类型的anchor，表示锚点（即被平滑的那个点），注意他有默认值Point(-1,-1)。如果这个点坐标是负值的话，就表示取核的中心为锚点，所以默认值Point(-1,-1)表示这个锚点在核的中心。

·        第五个参数，int类型的borderType，用于推断图像外部像素的某种边界模式。有默认值BORDER\_DEFAULT

borderType参数解析如下：

/\*

Various border types, image boundaries aredenoted with '|'

\* BORDER\_REPLICATE:     aaaaaa|abcdefgh|hhhhhhh

\* BORDER\_REFLECT:       fedcba|abcdefgh|hgfedcb

\* BORDER\_REFLECT\_101:   gfedcb|abcdefgh|gfedcba

\* BORDER\_WRAP:          cdefgh|abcdefgh|abcdefg

\* BORDER\_CONSTANT:      iiiiii|abcdefgh|iiiiiii  with some specified 'i'

\*/

根据borderInterpolate可知其只支持上面五种边缘插值方法，上面的插值按照右边的字符串很形象的表示了。

在OpenCV滤波算法中，有两个非常重要的基本工具函数，copyMakeBorder和borderInterpolate

void copyMakeBorder( const Mat& src,Mat& dst,int top, int bottom, int left, int right,  
int borderType, const Scalar& value=Scalar() );

源码在utils.cpp中

**功能**

扩充src的边缘，将图像变大，然后以各种外插方式自动填充图像边界,这个函数实际上调用了函数cv::borderInterpolate，这个函数最重要的功能就是为了处理边界，比如均值滤波或者中值滤波中，使用copyMakeBorder将原图稍微放大，然后我们就可以处理边界的情况了

// borderInterpolate源码在 filter.cpp里面

BORDER\_REPLICATE：复制法，也就是复制最边缘像素。边缘扩大的像素个数根据你的模板大小

BORDER\_REFLECT :  对称法，也就是以最边缘像素的边为轴，即该边缘像素会复制一遍

BORDER\_REFLECT\_101对称法，也就是以最边缘像素为轴，对称，该边缘像素不会复制一遍

BORDER\_CONSTANT：常量法：边界填充特点常量，默认为0（没有发现可以修改该值，望补充，MAtlib的可以修改）

BORDER\_WRAP：镜像对称复制，但是 blur(Mat(M), tempM, cv::Size(3, 3), Point(-1, -1), BORDER\_WRAP);提示错误

根据错误提示你会发现问题来到FilterEngine 类解析——**OpenCV图像滤波核心引擎**

FilterEngine类是OpenCV关于图像滤波的主力军类，OpenCV图像滤波功能的核心引擎。各种滤波函数比如blur， GaussianBlur，到头来其实是就是在函数末尾处定义了一个Ptr<FilterEngine>类型的f，然后f->apply( src, dst )了一下而已。

这个类可以把几乎是所有的滤波操作施加到图像上。它包含了所有必要的中间缓存器。有很多和滤波相关的create系函数的返回值直接就是Ptr<FilterEngine>。比如cv::createSeparableLinearFilter()。

源码解析BORDER\_WRAP在blur(Mat(M), tempM, cv::Size(3, 3), Point(-1, -1), BORDER\_WRAP)里面使用错误：

[http://www.opencv.org.cn/opencvdoc/2.3.2/html/modules/imgproc/doc/filtering.html?highlight=filterengine\#filterengine][http_www.opencv.org.cn_opencvdoc_2.3.2_html_modules_imgproc_doc_filtering.html_highlight_filterengine_filterengine]

void init(const Ptr<BaseFilter>& _filter2D,
    	const Ptr<BaseRowFilter>& _rowFilter,
    	const Ptr<BaseColumnFilter>& _columnFilter,
    	int srcType, int dstType, int bufType,
    	int _rowBorderType = BORDER_REPLICATE, int _columnBorderType = -1,
    	const Scalar& _borderValue = Scalar());

发现init函数出现如下代码：

if (_columnBorderType < 0)
    		_columnBorderType = _rowBorderType;
    
    	rowBorderType = _rowBorderType;
    	columnBorderType = _columnBorderType;
    
    	CV_Assert(columnBorderType != BORDER_WRAP);

所以可知 BORDER\_WRAP使用不当

Blur()源码在opencv目录下面

E:\\opencv\\sources\\modules\\imgproc\\src

filter.cpp

smooth.cpp

最后送各种模板边缘插值测试程序一枚：

#include "stdafx.h"
    #include <cv.h>
    #include <cxcore.h>
    #include <highgui.h>
    using namespace cv;
    using namespace std;
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    {
    	vector<double> vecortImg(9);
    	CvMat* M = cvCreateMat(3, 3, CV_64FC1);
    	double num =-1;
    	for (int i = 0; i < 3; i++){
    		for (int j = 0; j < 3; j++){
    			cvmSet(M, i, j, ++num);
    			cout << num <<"	";
    			vecortImg.at(i*3+j) =  num;//因为滤波的不同导致的不同呀…………
    		}	
    	    	cout << endl;
    	}
    	//! various border interpolation methods
    	/*
    	Various border types, image boundaries are denoted with '|'
    
    	* BORDER_REPLICATE:     aaaaaa|abcdefgh|hhhhhhh
    	* BORDER_REFLECT:       fedcba|abcdefgh|hgfedcb
    	* BORDER_REFLECT_101:   gfedcb|abcdefgh|gfedcba
    	* BORDER_WRAP:          cdefgh|abcdefgh|abcdefg
    	* BORDER_CONSTANT:      iiiiii|abcdefgh|iiiiiii  with some specified 'i'
    	*/
    	cout <<"平滑后"<<endl;
    	Mat tempM;
    	try{
    		blur(Mat(M), tempM, cv::Size(3, 3), Point(-1, -1), BORDER_WRAP);
    	}
    	catch (cv::Exception e){
    		cout << e.what();
    	}
    	Mat hh = tempM;
    	vector<double> markdata1;
    	int row = hh.rows ;
    	int col = hh.cols;
    	double* pMatdata = (double*)hh.data;
    	for (int i = 0; i < 3; i++)
    	{
    		for (int j = 0; j < 3; j++){
    			cout << *(pMatdata + i * 3 + j)<<"	";
    			markdata1.push_back(*(pMatdata + i*3+j));
    		}
    		cout << endl;
    	}
    	cvReleaseMat(&M);
     
    	system("PAUSE");
    	return 0;
    }

[http_www.opencv.org.cn_opencvdoc_2.3.2_html_modules_imgproc_doc_filtering.html_highlight_filterengine_filterengine]: http://www.opencv.org.cn/opencvdoc/2.3.2/html/modules/imgproc/doc/filtering.html?highlight=filterengine#filterengine