OpenCV图像剪切的扩展和高级用法:任意裁剪,边界扩充
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利用感兴趣区域ROI和矩形类Rect,在OpenCV中可以很简单的就实现图像裁剪和剪切的功能,但剪切时常常会出现超出图像边界的区域的情况,对于超出图像边界的区域,我们必须进行特殊的处理,以避免出组数组越界的错误,如图1所示的裁剪错误。
cv::Mat src = cv::imread("D:\\OpencvTest\\1.jpg");//原始图像是200*200 cv::Rect rect(-100, -100, 500, 500); cv::Mat image = src(rect);//这时裁剪,必然出错
图1
对于特殊的要求,如,我们希望可以指定的颜色来填充,或者复制边界的像素的填充,甚至想镜像某个位置填充超出的边界,应该怎么办呢?OpenCV3中提供了一个图像边界的函数cv::copyMakeBorder(对应opencv2中的cvCopyMakeBorder)以及borderInterpolate,利用这个函数,可以间接实现这个功能。
copyMakeBorder函数的用法,请参考博客:http://blog.csdn.net/qianqing13579/article/details/42323397
注意:copyMakeBorder函数不能直接用于图像裁剪,博客后面会贴出封装好的ImageCropPadding()函数,方便亲们调用
函数原型:copyMakeBorder
void copyMakeBorder( const Mat& src, Mat& dst, int top, int bottom, int left, int right, int borderType, const Scalar& value=Scalar() );函数功能:
用于扩充src图像的边缘,使得图像变大变宽,该函数调用了cv::borderInterpolate函数 参数说明: src,dst:原图与目标图像 top,bottom,left,right分别表示在原图四周扩充边缘的大小 borderType:扩充边缘的类型,OpenCV中给出以下几种方式* BORDER_REPLICATE * BORDER_REFLECT * BORDER_REFLECT_101 * BORDER_WRAP * BORDER_CONSTANT说明如下:
(1)BORDER_REPLICATE:复制法,也就是复制最边缘像素。
如上图,红色区域为src的最边界像素,蓝色区域是扩充的边界,我们将边缘扩大了5个像素(right=5),蓝色区域的宽度就是5,复制了5次红色区域的值。这种方式也就是OpenCV中的中值滤波medianBlur采用的边界处理方式
(2)BORDER_REFLECT_101:对称法,也就是以最边缘像素为轴,对称扩展。如下面的图
绿色区域是src最边界的像素,蓝色区域是我们扩充的5个像素的扩充边界,而红色区域就是蓝色区域在src的对称部分。这种方式也是OpenCV边界处理的默认方式(BORDER_DEFAULT=BORDER_REFLECT_101) 也是filter2D,blur,GaussianBlur,bilateralFilter的默认处理方式,所以这种方式在边界处理中应用还是非常广泛的
(3)BORDER_CONSTANT:常量法,可指定颜色填充 常量法就是以一个常量像素值(由参数 value给定)填充扩充的边界值,这种方式在仿射变换,透视变换中非常常见 如下图:
这里使用了默认的value,黑色填充了边界,所以红色区域的扩充的5个像素宽的边界是黑色的在copyMakeBorder的内部,调用了函数borderInterpolate
前面提到,copyMakeBorder函数只是进行图像的简单扩充而已,而我们需要的是在图像裁剪时,对超过边界区域实现颜色自动填充。这里实现了一个Demo,对于超出剪切的区域,用红色(或其他)填充,这里贴出封装好的ImageCropPadding()函数,方便亲们调用下面
#include "stdafx.h" #include <iostream> #include <opencv2\opencv.hpp> #include <opencv2\highgui\highgui.hpp> using namespace std; using namespace cv; cv::Mat ImageCropPadding(cv::Mat srcImage, cv::Rect rect) { //cv::Mat srcImage = image.clone(); int crop_x1 = cv::max(0, rect.x); int crop_y1 = cv::max(0, rect.y); int crop_x2 = cv::min(srcImage.cols, rect.x + rect.width); // 图像范围 0到cols-1, 0到rows-1 int crop_y2 = cv::min(srcImage.rows, rect.y + rect.height); int left_x = (-rect.x); int top_y = (-rect.y); int right_x = rect.x + rect.width - srcImage.cols; int down_y = rect.y + rect.height - srcImage.rows; //cv::Mat roiImage = srcImage(cv::Range(crop_y1, crop_y2 + 1), cv::Range(crop_x1, crop_x2 + 1)); cv::Mat roiImage = srcImage(cv::Rect(crop_x1, crop_y1, (crop_x2 - crop_x1), (crop_y2 - crop_y1))); if (top_y > 0 || down_y > 0 || left_x > 0 || right_x > 0)//只要存在边界越界的情况,就需要边界填充 { left_x = (left_x > 0 ? left_x : 0); right_x = (right_x > 0 ? right_x : 0); top_y = (top_y > 0 ? top_y : 0); down_y = (down_y > 0 ? down_y : 0); //cv::Scalar(0,0,255)指定颜色填充 cv::copyMakeBorder(roiImage, roiImage, top_y, down_y, left_x, right_x, cv::BORDER_CONSTANT, cv::Scalar(0, 0, 255)); //cv::copyMakeBorder(roiImage, roiImage, top_y, down_y, left_x, right_x, cv::BORDER_REPLICATE);//复制最边缘像素 //cv::copyMakeBorder(roiImage, roiImage, top_y, down_y, left_x, right_x, BORDER_REFLECT_101); //边缘对称法填充 } //else//若不存在边界越界的情况,则不需要填充了 //{ // destImage = roiImage; //} return roiImage; } int main(int argc) { Mat src = imread("D:\\OpencvTest\\B1.jpg");//原始图像是200*200 cv::imshow("src", src); cv::Rect rect(-50, -50, 300, 300); printf("src:[%d,%d]", src.cols, src.rows); printf("\n"); cv::Mat crop_im1 = ImageCropPadding(src, rect); printf("rect:[%d,%d,%d,%d]", rect.x, rect.y, rect.width, rect.height);printf("\n"); printf("crop_im1:[%d,%d]", crop_im1.cols, crop_im1.rows); printf("\n"); cv::imshow("crop_im1", crop_im1); cvWaitKey(0); return 0; }
这美女不错吧,哈哈!注意,关注点不是美女,而是裁剪超出图像的红色区域。不过,对本人而言,我更喜欢复制边缘像素的填充方法:
将原来copyMakeBorder函数参数改为:cv::BORDER_REPLICATE
cv::copyMakeBorder(roiImage, destImage, top_y, down_y, left_x, right_x, cv::BORDER_REPLICATE);//复制边缘像素填充效果如下图所示,是不是看到美女的手好细好长,美美哒~注意,关注点不是美女,而是裁剪超出图像被复制的像素区域。
还有更妖媚的填充方法:边缘对称法填充 ,效果如下图所示
cv::copyMakeBorder(roiImage, destImage, top_y, down_y, left_x, right_x, BORDER_REFLECT_101); //边缘对称法填充
如果你觉得该帖子帮到你,还望贵人多多支持,鄙人会再接再厉,继续努力的~