Image Segmentation with Distance Transform and Watershed Algorithm


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
#include <cv.hpp>
#include <iostream>
 
using namespace std;
using namespace cv;
 
int DELAY_CAPTION = 1500;
char window_name[] = "Watershed Demo";
Mat src;
 
int display_caption(char *caption, Mat input);
 
int main()
{
    src = imread("img/card2.png");
 
    if (!src.data)
        return -1;
        
    display_caption("source Image", src);
 
    for (int x = 0; x < src.rows; x++) {
        for (int y = 0; y < src.cols; y++) {
            if (src.at<Vec3b>(x, y) == Vec3b(255255255)) {
                src.at<Vec3b>(x, y)[0= 0;
                src.at<Vec3b>(x, y)[1= 0;
                src.at<Vec3b>(x, y)[2= 0;
            }
        }
    }
 
    Mat kernel = (Mat_<float>(3,3<< 111,
                                      1-81,
                                      111);
 
    Mat imgLaplacian;
    Mat sharp = src;
    filter2D(sharp, imgLaplacian, CV_32F, kernel);
    src.convertTo(sharp, CV_32F);
    Mat imgResult = sharp - imgLaplacian;
 
    imgResult.convertTo(imgResult, CV_8UC3);
    imgLaplacian.convertTo(imgLaplacian, CV_8UC3);
 
    display_caption("New Sharped Image", imgResult);
    display_caption("New Sharped Image Laplacian", imgLaplacian);
 
    src = imgResult;
 
    Mat bw;
    cvtColor(src, bw, CV_BGR2GRAY);
    threshold(bw, bw, 40255, CV_THRESH_BINARY | CV_THRESH_OTSU);
 
    Mat dist;
 
    // CV_DIST_L2 = Euclidean distance
    distanceTransform(bw, dist, CV_DIST_L2, 3);
 
    normalize(dist, dist, 01., NORM_MINMAX);
    display_caption("Distance Transform Image", dist);
 
    threshold(dist, dist, .41., CV_THRESH_BINARY);
 
    Mat kernel1 = Mat::ones(33, CV_8UC1);
    dilate(dist, dist, kernel1);
    display_caption("peaks point", dist);
 
    Mat dist_8U;
    dist.convertTo(dist_8U, CV_8U);
    
    vector<vector<Point>> contours;
    findContours(dist_8U, contours, CV_RETR_EXTERNAL, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE);
 
    Mat markers = Mat::zeros(dist.size(), CV_32SC1);
 
    for (size_t i = 0; i < contours.size(); i++)
        drawContours(markers, contours, static_cast<int>(i), Scalar::all(static_cast<int>(i)+1));
 
    circle(markers, Point(55), 3, CV_RGB(255255255), -1);
    display_caption("Marker", markers * 10000);
 
    watershed(src, markers);
 
    Mat mark = Mat::zeros(markers.size(), CV_8UC1);
    markers.convertTo(mark, CV_8UC1);
    bitwise_not(mark, mark);
    
    display_caption("Markers_v2", mark);
 
    vector<Vec3b>colors;
 
    for (size_t i = 0; i < contours.size(); i++)
    {
        int b = theRNG().uniform(0255);
        int g = theRNG().uniform(0255);
        int r = theRNG().uniform(0255);
 
        colors.push_back(Vec3b((uchar)b, (uchar)g, (uchar)r));
    }
 
    Mat dst = Mat::zeros(markers.size(), CV_8UC3);
 
    for (int i = 0; i < markers.rows; i++)
    {
        for (int j = 0; j < markers.cols; j++)
        {
            int index = markers.at<int>(i, j);
            if (index > 0 && index <= static_cast<int>(contours.size()))
                dst.at<Vec3b>(i, j) = colors[index - 1];
            else
                dst.at<Vec3b>(i, j) = Vec3b(000);
        }
    }
 
    display_caption("Final", dst);
 
    waitKey(0); 
    
    return 0;
}
 
int display_caption(char *caption, Mat input)
{
    Mat dst;
    dst = Mat::zeros(input.size(), input.type());
    
    putText(dst, caption, Point(src.cols / 4, src.rows / 2), FONT_HERSHEY_COMPLEX, 1, Scalar(255255255));
 
    imshow(window_name, dst);
    int c = waitKey(DELAY_CAPTION);
 
    if (c >= 0)
        return -1;
 
    imshow(window_name, input);
    
    c = waitKey(DELAY_CAPTION);
 
    if (c >= 0)
        return -1;
    return 0;
}
 
cs