【奇技淫巧】OpenCV中Blob分析的两个关键技巧

news2025/1/18 17:06:13

Blob分析

BLOB是图像中灰度块的一种专业称呼，更加变通一点的可以说它跟我们前面二值图像分析的联通组件类似，通过特征提取实现常见的各种灰度BLOB对象组件检测与分离。使用该检测器的时候，可以根据需要输入不同参数，得到的结果跟输入的参数息息相关。
在这里插入图片描述

Blob分析函数与演示

OpenCV中的Blob分析函数为SimpleBlobDetector，OpenCV中支持实现常见的BLOB分析过滤，如下所示：

根据BLOB面积过滤
根据灰度/颜色值过滤
根据圆度过滤
根据长轴与短轴过滤
根据凹凸进行过滤

对应的参数列表如下：

SimpleBlobDetector::Params::Params()
bool        filterByArea
bool        filterByCircularity
bool        filterByColor
bool        filterByConvexity
bool        filterByInertia
float        maxArea
float        maxCircularity
float        maxConvexity
float        maxInertiaRatio
float        maxThreshold
float        minArea
float        minCircularity
float        minConvexity
float        minDistBetweenBlobs
float        minInertiaRatio

OpenCV中Blob检测示例代码如下：

#include "opencv2/opencv.hpp"
#include <iostream>

using namespace cv;
using namespace std;

int main(int argc, char** argv)
{
    // 加载图像
    Mat src = imread("D:/lena.jpg");
    Mat gray;
    cvtColor(src, gray, COLOR_BGR2GRAY);
    cv::imshow("输入图像", src);

    // 初始化参数设置
    SimpleBlobDetector::Params params;
    params.minThreshold = 10;
    params.maxThreshold = 240;
    params.filterByArea = true;
    params.minArea = 50;
    params.filterByCircularity = true;
    params.minCircularity = 0.1;
    params.filterByConvexity = true;
    params.minConvexity = 0.5;
    params.filterByInertia = true;
    params.minInertiaRatio = 0.5;

    // 创建BLOB Detetor
    Ptr<SimpleBlobDetector> detector = SimpleBlobDetector::create(params);

    // BLOB分析与显示
    Mat result;
    vector<KeyPoint> keypoints;
    detector->detect(gray, keypoints);
    for (auto kpt : keypoints) {
        std::cout << "key point radius: " << kpt.size << std::endl;
        cv::circle(src, kpt.pt, 2, cv::Scalar(0, 255, 0), 2, 8, 0);
        cv::circle(src, kpt.pt, kpt.size/2, cv::Scalar(255, 0, 255), 3, 8, 0);
    }
    imshow("Blob检测-OpenCV学堂", src);
    waitKey(0);
}

演示效果如下：
在这里插入图片描述

关键技巧

SimpleBlobDetector 函数有两个很诡异的地方。

第一个是实现的默认参数支持与参数检查

OpenCV中SimpleBlobDetector函数默认的参数值如下：

thresholdStep = 10;
minThreshold = 50;
maxThreshold = 220;
minRepeatability = 2;
minDistBetweenBlobs = 10;

filterByColor = true;
blobColor = 0;

filterByArea = true;
minArea = 25;
maxArea = 5000;

filterByCircularity = false;
minCircularity = 0.8f;
maxCircularity = std::numeric_limits<float>::max();

filterByInertia = true;
//minInertiaRatio = 0.6;
minInertiaRatio = 0.1f;
maxInertiaRatio = std::numeric_limits<float>::max();

filterByConvexity = true;
//minConvexity = 0.8;
minConvexity = 0.95f;
maxConvexity = std::numeric_limits<float>::max();

collectContours = false;

每次执行之前都会进行断言检查，但是OpenCV中同时提供了是否启用Blob各种过滤开关选项，但是无论开关选项是否启用，这个断言检查都是检查全部属性值，这个就导致你设置选项为false的时候，必须填写对应选项的选项值，否则就无法执行Blob检测函数。对应的源码文件 blobdetector.cpp 发现了这段代码作为佐证：

static void validateParameters(const SimpleBlobDetector::Params& p)
{
  if (p.thresholdStep <= 0)
      CV_Error(Error::StsBadArg, "thresholdStep>0");

  if (p.minThreshold > p.maxThreshold || p.minThreshold < 0)
      CV_Error(Error::StsBadArg, "0<=minThreshold<=maxThreshold");

  if (p.minDistBetweenBlobs <=0 )
      CV_Error(Error::StsBadArg, "minDistBetweenBlobs>0");

  if (p.minArea > p.maxArea || p.minArea <=0)
      CV_Error(Error::StsBadArg, "0<minArea<=maxArea");

  if (p.minCircularity > p.maxCircularity || p.minCircularity <= 0)
      CV_Error(Error::StsBadArg, "0<minCircularity<=maxCircularity");

  if (p.minInertiaRatio > p.maxInertiaRatio || p.minInertiaRatio <= 0)
      CV_Error(Error::StsBadArg, "0<minInertiaRatio<=maxInertiaRatio");

  if (p.minConvexity > p.maxConvexity || p.minConvexity <= 0)
      CV_Error(Error::StsBadArg, "0<minConvexity<=maxConvexity");
}