watershed 算法原理以及skimage/opencv中的使用

news/2024/12/28 18:22:06/

watershed

  • 参考
  • 分水岭算法
  • 代码
    • opencv
    • scikit-image

参考

scikit_image中的watershed说明
OpenCV—图像分割中的分水岭算法原理与应用
图像分割的经典算法:分水岭算法

分水岭算法

在这里插入图片描述

上图可以描述传统的分水岭算法,这样的算法可能会导致分割过细,遇事有了升级版的,就是在之前的基础上,给定一写标记,
基于标记的分水岭算法,水淹过程从预先定义好的标记图像(像素)开始,较好的克服了过度分割的不足。本质上讲,基于标记点的改进算法是利用先验知识来帮助分割的一种方法。因此,改进算法的关键在于如何获得准确的标记图像,即如何将前景物体与背景准确的标记出来。

分水岭算法的整个过程:

  1. 把梯度图像中的所有像素按照灰度值进行分类,并设定一个测地距离阈值。
  2. 找到灰度值最小的像素点(默认标记为灰度值最低点),让threshold从最小值开始增长,这些点为起始点。或者使用标记点作为起始点。
  3. 水平面在增长的过程中,会碰到周围的邻域像素,测量这些像素到起始点(灰度值最低点)的测地距离,如果小于设定阈值,则将这些像素淹没,否则在这些像素上设置大坝,这样就对这些邻域像素进行了分类。

代码

opencv

import cv2
import numpy as npimg_pth = "./pannuke_pic/sample.png"
img = cv2.imread(img_pth )gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)ret, thresh = cv2.threshold(gray, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY_INV + cv2.THRESH_OTSU)
# noise removal
kernel = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT, (3,3))
opening = cv2.morphologyEx(thresh, cv2.MORPH_OPEN, kernel, iterations=2)sure_bg = cv2.dilate(opening, kernel, iterations=2)  # sure background area
sure_fg = cv2.erode(opening, kernel, iterations=2)  # sure foreground area
unknown = cv2.subtract(sure_bg, sure_fg)  # unknown area# Perform the distance transform algorithm
dist_transform = cv2.distanceTransform(opening, cv2.DIST_L2, 5)# Normalize the distance image for range = {0.0, 1.0}
cv2.normalize(dist_transform, dist_transform, 0, 1.0, cv2.NORM_MINMAX)# Finding sure foreground area
ret, sure_fg = cv2.threshold(dist_transform, 0.5*dist_transform.max(), 255, 0)# Finding unknown region
sure_fg = np.uint8(sure_fg)
unknown = cv2.subtract(sure_bg,sure_fg)

scikit-image

在这里插入图片描述

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy import ndimage as ndifrom skimage.segmentation import watershed
from skimage.feature import peak_local_max# Generate an initial image with two overlapping circles
x, y = np.indices((80, 80))
x1, y1, x2, y2 = 28, 28, 44, 52
r1, r2 = 16, 20
mask_circle1 = (x - x1)**2 + (y - y1)**2 < r1**2
mask_circle2 = (x - x2)**2 + (y - y2)**2 < r2**2
image = np.logical_or(mask_circle1, mask_circle2)# Now we want to separate the two objects in image
# Generate the markers as local maxima of the distance to the background
distance = ndi.distance_transform_edt(image)
coords = peak_local_max(distance, footprint=np.ones((3, 3)), labels=image)
mask = np.zeros(distance.shape, dtype=bool)
mask[tuple(coords.T)] = True
markers, _ = ndi.label(mask)
labels = watershed(-distance, markers, mask=image)fig, axes = plt.subplots(ncols=3, figsize=(9, 3), sharex=True, sharey=True)
ax = axes.ravel()ax[0].imshow(image, cmap=plt.cm.gray)
ax[0].set_title('Overlapping objects')
ax[1].imshow(-distance, cmap=plt.cm.gray)
ax[1].set_title('Distances')
ax[2].imshow(labels, cmap=plt.cm.nipy_spectral)
ax[2].set_title('Separated objects')for a in ax:a.set_axis_off()fig.tight_layout()
plt.show()

http://www.ppmy.cn/news/32501.html

相关文章

Android Studio开发APP

1.下载Android Studio 官网下载:Android Studio for Window ... 百度云下载:android-studio-bundle-141.1903250-windows.exe Android Studio 是谷歌推出的一个Android集成开发工具,基于IntelliJ IDEA. 类似 Eclipse ADT,Android Studio 提供了集成的 Android 开发工具用…

stm32外设-中断详解

0. 写在最前 本栏目笔记都是基于stm32F10x 1. 中断是啥&#xff1f; 什么是中断&#xff1a;CPU在处理某一事件A时&#xff0c;发生的另外某一事件B请求CPU去处理&#xff08;产生了中断&#xff09;&#xff0c;随后CPU暂时中断当前正在执行的任务&#xff0c;去对事件B进行处…

ChatGPT研究分析:GPT-4做了什么

前脚刚研究了一轮GPT3.5&#xff0c;OpenAI很快就升级了GPT-4&#xff0c;整体表现有进一步提升。追赶一下潮流&#xff0c;研究研究GPT-4干了啥。本文内容全部源于对OpenAI公开的技术报告的解读&#xff0c;通篇以PR效果为主&#xff0c;实际内容不多。主要强调的工作&#xf…

第十四届蓝桥杯模拟赛【第三期】Python

1 进制转换 问题描述   请找到一个大于 2022 的最小数&#xff0c;这个数转换成十六进制之后&#xff0c;所有的数位&#xff08;不含前导 0&#xff09;都为字母&#xff08;A 到 F&#xff09;。   请将这个数的十进制形式作为答案提交。 答案&#xff1a;2730 def ch…

Java每日一练(20230312)

目录 1. 两数之和 II ★ 2. 反转链表 ★★ 3. 二叉树的层序遍历 II ★★★ &#x1f31f; 每日一练刷题专栏 C/C 每日一练 ​专栏 Python 每日一练 专栏 Java 每日一练 专栏 1. 两数之和 II 给定一个已按照 非递减顺序排列 的整数数组 numbers &#xff0c;请你从数…

Pandas数据操作详解-总结

pandas简介pandas 是基于NumPy 的一种工具&#xff0c;该工具是为解决数据分析任务而创建的。Pandas 纳入了大量库和一些标准的数据模型&#xff0c;提供了高效地操作大型数据集所需的工具。pandas提供了大量能使我们快速便捷地处理数据的函数和方法。pandas 是 Python 的核心数…

三分钟了解http和https

对应测试人员都会听过http请求和响应.在这里给大家介绍http相关的知识 一.http和https基本概念 HTTP&#xff1a;是互联网上应用最为广泛的一种网络协议&#xff0c;是一个客户端和服务器端请求和应答的标准&#xff08;TCP&#xff09;&#xff0c;用于从WWW服务器传输超文本…

快排函数 -- qsort函数(Quick Sort)

文章目录&#x1f50e;1.qsort函数简介&#x1f4a1;1.1.函数原型&#x1f4a1;1.2.参数含义&#x1f50e;2.比较函数介绍&#x1f50e;3.比较函数使用案例&#x1f4a1;3.1.整型数组&#x1f4a1;3.2.浮点型数组&#x1f4a1;3.3.结构体类型 - 字符串&#x1f50e;4.利用冒泡排…