VTK修炼之道35：边缘检测_Laplace算子

来源：互联网发布：淘宝退货售后怎么删除编辑：程序博客网时间：2024/06/07 12:24

1.拉普拉斯算子

拉普拉斯算子是一个二阶边缘算子，即梯度的散度。拉普拉斯算子的实现也是通过模板实现。常用的拉普拉斯模板定义如下：

拉普拉斯算子计算图像的二阶导数，对于图像噪声比较敏感。拉普拉斯算子的结果为标量，表示边缘的宽度。但是它常产生双像素宽边缘，而且不能提供方向信息，因此较少直接用于边缘检测。在VTK中由vtkImageLaplacian实现。

#include <vtkAutoInit.h>VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL);#include <vtkSmartPointer.h>#include <vtkJPEGReader.h>#include <vtkImageData.h>#include <vtkImageLaplacian.h>#include <vtkImageShiftScale.h>#include <vtkImageActor.h>#include <vtkRenderer.h>#include <vtkRenderWindow.h>#include <vtkRenderWindowInteractor.h>#include <vtkInteractorStyleImage.h>int main(int argc, char* argv[]){vtkSmartPointer<vtkJPEGReader> reader =vtkSmartPointer<vtkJPEGReader>::New();reader->SetFileName("lena.jpg");reader->Update();vtkSmartPointer<vtkImageLaplacian> lapFilter =vtkSmartPointer<vtkImageLaplacian>::New();lapFilter->SetInputConnection(reader->GetOutputPort());lapFilter->SetDimensionality(2);double range[2];lapFilter->GetOutput()->GetScalarRange(range);vtkSmartPointer<vtkImageShiftScale> ShiftScale =vtkSmartPointer<vtkImageShiftScale>::New();ShiftScale->SetOutputScalarTypeToUnsignedChar();ShiftScale->SetScale(255 / (range[1] - range[0]));ShiftScale->SetShift(-range[0]);ShiftScale->SetInputConnection(lapFilter->GetOutputPort());ShiftScale->Update();vtkSmartPointer<vtkImageActor> originalActor =vtkSmartPointer<vtkImageActor>::New();originalActor->SetInputData(reader->GetOutput());vtkSmartPointer<vtkImageActor> gradActor =vtkSmartPointer<vtkImageActor>::New();gradActor->SetInputData(ShiftScale->GetOutput());double originalViewport[4] = { 0.0, 0.0, 0.5, 1.0 };double gradviewport[4] = { 0.5, 0.0, 1.0, 1.0 };vtkSmartPointer<vtkRenderer> originalRenderer =vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();originalRenderer->SetViewport(originalViewport);originalRenderer->AddActor(originalActor);originalRenderer->ResetCamera();originalRenderer->SetBackground(1.0, 1.0, 1.0);vtkSmartPointer<vtkRenderer> gradRenderer =vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();gradRenderer->SetViewport(gradviewport);gradRenderer->AddActor(gradActor);gradRenderer->ResetCamera();gradRenderer->SetBackground(1.0, 1.0, 1.0);vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> rw =vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();rw->AddRenderer(originalRenderer);rw->AddRenderer(gradRenderer);rw->SetSize(640, 320);rw->Render();rw->SetWindowName("Edge by Laplacian");vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> rwi =vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleImage> style =vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleImage>::New();rwi->SetInteractorStyle(style);rwi->SetRenderWindow(renderWindow);rwi->Initialize();rwi->Start();return 0;}

vtkImageLaplacian输入和输出数据都是vtkImageData，与梯度算子不同，该filter的输出图像像素为标量。函数SetDimensionality用于设置输入图像的维数，默认为2维。计算完毕后，利用vtkImageShiftScale将图像的数据范围变换至0-255之间。

计算结果如下图所示：

2.参看资料

1.《C++ primer》
2.《The VTK User’s Guide – 11thEdition》
3.《The Visualization Toolkit – AnObject-Oriented Approach To 3D Graphics (4th Edition)》
4. 张晓东, 罗火灵. VTK图形图像开发进阶[M]. 机械工业出版社, 2015.

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