OpenCV——图像融合

news2025/4/15 0:48:17

OpenCV——图像融合

一、引言
- 1.1 图像融合分类
二、C++代码实现
三、效果展示
- 3.1 标准球
- 3.2 铝制底座

一、引言

在许多计算机视觉应用中(例如机器人运动和医学成像)，需要将来自多幅图像的相关信息集成到一幅图像中。这种图像融合将提供更高的可靠性、准确性和数据质量。

多视图融合可以提高图像的分辨率，同时恢复场景的 3D 表示。多模态融合结合了来自不同传感器的图像，称为多传感器融合。其主要应用包括医学图像、监控和安全，

1.1 图像融合分类

工程师根据融合完成的阶段，在三个级别执行图像融合(image日 fusion)。

像素级图像融合。这种图像融合方法处于较低级别，且易于执行。它包含两个输入图像的特征并生成平均的单个结果图像。

特征级图像融合。它从多个来源对图像特征(大小、颜色)进行校正，从而在特征提取后生成增强图像。

基于块(区域)的图像融合。这是一项高级技术。它采用多阶段表示并根据区域计算测量值。

图像融合的层级划分图：
在这里插入图片描述

二、C++代码实现

#include <vector>
#include <opencv2/core.hpp>
#include <opencv2/highgui.hpp>
#include <opencv2/imgproc.hpp>

#include <iostream>

using namespace std;
using namespace cv;
int main()
{
	cv::Mat image1;
	cv::Mat image2;
	cv::Mat image3;
	cv::Mat image4;
	image1 = cv::imread("D:\\***\\1.bmp");
	image2 = cv::imread("D:\\***\\2.bmp");
	image3 = cv::imread("D:\\***\\3.bmp");
	image4 = cv::imread("D:\\***\\4.bmp");

	if (!image1.data)
		return 0;
	if (!image2.data)
		return 0;

	// 合并图像
	cv::Mat image5;
	cv::Mat image6;
	cv::Mat image7;
	//cv::addWeighted 用于将两张图像（image1 和 image2）按指定的权重（0.7 和 0.9）进行加权融合，结果存储在 image3 中。
	cv::addWeighted(image1, 1, image2, 1, 0., image5);   //亮度调整：gamma 设为 0.，表示不调整整体亮度。
	//cv::namedWindow("Image3", 0);
	//cv::imshow("Image3", image3);
	cv::addWeighted(image3, 1, image4, 1, 0., image6);
	cv::addWeighted(image5, 0.7, image6, 0.9, 0., image7);

	//cv::namedWindow("Image7", 0);
	//cv::imshow("Image7", image7);

	/* 新增二值化操作开始 */
	cv::Mat binaryImage;

	 方法1：全局阈值法（适合光照均匀的图像）
	double thresholdValue = 68;  // 初始阈值设为128（可根据实际情况调整）
	double maxValue = 255;        // 二值化后的最大值
	cv::threshold(image7,          // 输入图像
		binaryImage,      // 输出二值图像
		thresholdValue,   // 阈值
		maxValue,         // 超过阈值时设置的值
		cv::THRESH_BINARY // 二值化类型
	);
	// 定义结构元素（核）
	int erosion_size = 3;   // 腐蚀核大小（奇数）
	cv::Mat kernel = cv::getStructuringElement(
		cv::MORPH_RECT,     // 矩形结构元素
		cv::Size(2 * erosion_size + 1, 2 * erosion_size + 1),
		cv::Point(erosion_size, erosion_size)
	);
	// 腐蚀操作
	cv::Mat erodedImage;
	cv::erode(binaryImage, erodedImage, kernel,
		cv::Point(-1, -1),  // 锚点位置（默认中心）
		1);               // 迭代次数
// 膨胀操作（使用相同的核）
	cv::Mat dilatedImage;
	cv::dilate(erodedImage, dilatedImage, kernel,
		cv::Point(-1, -1),
		1);

	// 显示结果（可选）
	//cv::namedWindow("Original", cv::WINDOW_NORMAL);
	//cv::namedWindow("Eroded", cv::WINDOW_NORMAL);
	cv::namedWindow("Dilated", cv::WINDOW_NORMAL);
	//cv::imshow("Original", binaryImage);
	//cv::imshow("Eroded", erodedImage);
	cv::imshow("Dilated", dilatedImage);
	cv::waitKey(0);

	// 方法2：自适应阈值法（适合光照不均匀的图像）
	 //cv::adaptiveThreshold(image7, binaryImage, 255,
	 //                     cv::ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C,
	 //                     cv::THRESH_BINARY, 11, 2);

	// 方法3：大津法（自动计算最佳阈值）
	// cv::threshold(image7, binaryImage, 0, 255, cv::THRESH_BINARY | cv::THRESH_OTSU);

	// 显示二值化结果
	//cv::namedWindow("Binary Image", cv::WINDOW_NORMAL);
	//cv::imshow("Binary Image", binaryImage);
	/* 新增二值化操作结束 */

	cv::waitKey(0);
	cv::destroyAllWindows();

	return 0;
}