OpenCV漫水填充算法详解与实战：参数配置及代码实现

蓝鲸

发布时间：2026-10-13| 4人浏览过

原创

本文深入解析OpenCV中漫水填充算法（floodFill）的核心机制与应用。详细阐述函数各参数的含义，包括连通性（4/8邻域）、颜色差异范围（Lo/Up Diff）及操作标志位（FLOODFILL_FIXED_RANGE/MASK_ONLY）。通过C++完整代码示例，演示如何在彩色与灰度图像中实现固定与浮动范围的填充，并介绍掩膜Mask的高级用法及键盘交互控制技巧。

前言

漫水填充算法的核心逻辑是自动识别并选中与指定种子点相连通的区域，随后将该区域的颜色替换为预设值。这一技术常用于图像标记或分离特定部分以进行后续处理与分析。此外，利用漫水填充可以从输入图像中提取掩码区域，该掩码不仅能加速后续处理流程，还能限制操作仅针对掩码指定的像素点执行。在多次填充操作中，掩膜（Mask）可用于精确控制哪些区域将被着色。

int floodFill(inputoutputArray,inputoutputMask,seedPoint,Scalar newVal,Rect* rect=0,Scalar loDiff=Scalar(),Scalar upDiff=Scalar(),int flags=4)

第一个参数为输入/输出图像，支持单通道或三通道，位深度为8位或浮点型。

第二个参数是操作掩膜（mask），需为单通道8位图像，其尺寸需比输入图像在长宽上各多出两个像素。漫水填充算法不会修改掩膜中非零像素对应的区域。注意，掩膜中与输入图像坐标(x,y)对应的像素点，在掩膜中的实际坐标为(x+1, y+1)。

第三个参数指定漫水填充算法的起始种子点坐标。

第四个参数定义被染色像素的新值，即重绘区域的目标颜色。

第五个参数用于设定floodFill函数重绘区域的最小边界矩形，默认值为0。

第六个参数设定当前观察像素值与其部件邻域像素值或待加入该部件的种子像素之间的亮度或颜色负差的最大允许值。

第七个参数设定当前观察像素值与其部件邻域像素值或待加入该部件的种子像素之间的亮度或颜色正差的最大允许值。

第八个参数为操作标志符，用于控制算法行为。

标志符的低八位（第0至7位）控制算法的连通性，可选值为4（默认）或8。若设为4，填充算法仅考虑当前像素的水平方向和垂直方向相邻点；若设为8，除上述相邻点外，还包含对角线方向的相邻点。

标志符的高八位部分（第16至23位）可为0，或为以下两种选项标识符的组合。

FLOODFILL_FIXED_RANGE：若设置此标识符，算法将比较当前像素与种子像素之间的差值；否则，算法比较当前像素与其相邻像素的差值，即范围是浮动的。

FLOODFILL_MASK_ONLY：若设置此标识符，函数不会修改原始图像（忽略第三个参数newVal），而是直接填充掩膜图像（mask）。

标志符的中间八位部分（第8至15位）用于指定填充掩膜图像的值。若设为0，掩码默认使用1进行填充。

#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include<iostream>

using namespace cv;
using namespace std;

//全局变量声明
Mat g_srcImage,g_dstImage,g_grayImage,g_maskImage;
int g_nlowDifference=20,g_nupDifference=20;//负差、正差最大值
bool g_bIsColor=true;//是否为彩色标识符布尔值
bool g_bUseMask=false;//是否显示掩膜窗口的布尔值
int g_nFillMode=1;//漫水填充模式
int g_nConnectivity=4;//表示floodFill函数标识符第八位的连通值
int g_nNewMaskVal=255;//新的重新绘制的像素值

//鼠标消息onMouse回调函数
static void onMouse(int event,int x,int y,int ,void*)
{
 if(event != CV_EVENT_LBUTTONDOWN)//如果鼠标左键没有按下，便返回
  return;
//调用floodFill函数之前的参数准备部分**********
 Point seed =Point(x,y);
 int lowDifference=g_nFillMode==0?0:g_nlowDifference;//空范围的漫水填充，此值设为0，否则设为全局的g_nlowDifference
 int upDifference=g_nFillMode==0?0:g_nupDifference;//空范围的漫水填充，此值设为0，否则设为全局的g_nupDifference
 //标识符的0～7位为g_nConnectivity，8～15位为g_nNewMaskVal左移8位的值，16～23位为CV_FLOODFILL_FIXED_RANGE或者0
 int flags=g_nConnectivity+(g_nNewMaskVal<<8)+(g_nFillMode==1?CV_FLOODFILL_FIXED_RANGE:0);
 //随机生成b、g、r的值
 int b=(unsigned)theRNG() &255;//随即返回一个0~255之间的值
 int g=(unsigned)theRNG() &255;//随即返回一个0~255之间的值
 int r=(unsigned)theRNG() &255;//随即返回一个0~255之间的值

 Rect ccomp;//定义重绘区域的最小边界矩形区域
 //在重绘区域像素的新值，若是彩色图模式，取Scalar(b,g,r);若是灰度图模式，取Scalar(r*0.299+g*0.587+b*0.114)
 Scalar newVal=g_bIsColor?Scalar(b,g,r):Scalar(r*0.299+g*0.587+b*0.114);
 Mat dst=g_bIsColor?g_dstImage:g_grayImage;//目标图的赋值

 int area;

//正式调用floodFill函数**********************
 if(g_bUseMask)
 {
  threshold(g_maskImage, g_maskImage, 1, 128, CV_THRESH_BINARY);
  area=floodFill(dst, g_maskImage, seed,newVal,&ccomp,Scalar(lowDifference,lowDifference,lowDifference),Scalar(upDifference,upDifference,upDifference),flags);
  imshow("mask",g_maskImage);
 }
 else
 {
  area=floodFill(dst, seed, newVal, &ccomp,Scalar(lowDifference,lowDifference,lowDifference),Scalar(upDifference,upDifference,upDifference),flags);

 }
 imshow("Renderings",dst);
 cout<<area<<"个像素被重绘\n";

}
//main函数
int main()
{
 g_srcImage=imread("/Users/new/Desktop/1.jpg");//载入源图
 if(!g_srcImage.data){printf("读取图片srcImage错误～！\n");return false;}

 g_srcImage.copyTo(g_dstImage);//复制源图到目标图
 cvtColor(g_srcImage, g_grayImage, COLOR_BGR2GRAY);//转换三通道的image0到灰度图
 g_maskImage.create(g_srcImage.rows+2, g_srcImage.cols+2, CV_8UC1);//利用Image0的尺寸来初始化掩膜mask
 namedWindow("Renderings",CV_WINDOW_AUTOSIZE);
 createTrackbar("Low difference:", "Renderings",&g_nlowDifference , 255,0);
 createTrackbar("Up difference:", "Renderings",&g_nupDifference , 255,0);

 setMouseCallback("Renderings", onMouse,0);//鼠标回调函数

 while(1)//循环轮询按键
 {
  imshow("Renderings",g_bIsColor?g_dstImage:g_grayImage);//显示效果图

  int c=waitKey(0);//获取键盘按键
   if((c & 255)==27)//判断ESC是否按下，若按下便退出
   {
    cout<<"程序退出......\n";
    break;
   }

  switch((char)c)
  {
    case '1'://如果键盘‘1'被按下，效果图在灰度图，彩色之间互换
     if(g_bIsColor)//若原来为彩色，转换为灰度图，并且将掩膜mask所有元素设置为0
     {
      cout<<"键盘'1'被按下，切换彩色／灰度模式，当前操作为将【彩色模式】切换为【灰度模式】\n";
      cvtColor(g_srcImage, g_grayImage, COLOR_BGR2GRAY);
      g_maskImage=Scalar::all(0);
      g_bIsColor=false;
     }
     else//若原来为灰度图，便将原来的彩色图在此赋值给image，并且将掩膜mask所有元素置0
     {
      cout<<"键盘‘1'被按下， 切换彩色／灰度模式，当前操作为将【灰度模式】切换为【彩色模式】";
      g_srcImage.copyTo(g_dstImage);
      g_maskImage=Scalar::all(0);
      g_bIsColor=true;
     }
    break;
    case '2'://如果键盘‘2'被按下，显示／隐藏掩膜窗口
     if(g_bUseMask)
     {
      destroyWindow("mask");
      g_bUseMask=false;
     }
     else
     {
      namedWindow("mask",0);
      g_maskImage=Scalar::all(0);
      imshow("mask",g_maskImage);
      g_bUseMask=true;
     }
    break;
    case '3'://如果键盘'3'被按下，恢复原始图像
     cout<<"键盘‘3'被按下，恢复原始图像\n";
     g_srcImage.copyTo(g_dstImage);
     cvtColor(g_dstImage, g_grayImage, COLOR_BGR2GRAY);
     g_maskImage=Scalar::all(0);
    break;
    case '4'://如果键盘‘4'被按下，使用空范围的漫水填充
     cout<<"键盘‘4'被按下，使用空范围的漫水填充\n";
     g_nFillMode=0;
    break;
    case '5'://如果键盘‘5'被按下，使用渐变、固定范围的漫水填充
     cout<<"键盘'5'被按下，使用渐变、固定范围的漫水填充\n";
     g_nFillMode=1;
    break;
    case '6'://如果键盘‘6'被按下，使用渐变、浮动范围的漫水填充
     cout<<"键盘‘6'被按下，使用渐变、浮动范围的漫水填充\n";
     g_nFillMode=2;
    break;
    case '7'://如果键盘‘7'被按下，操作标识符的低八位使用4位的连接模式
     cout<<"键盘‘7'被按下，操作标识符的低八位使用4位的连接模式\n";
     g_nConnectivity=4;
    break;
    case '8'://如果键盘‘8'被按下，操作标识符的低八位使用8位的连接模式
     cout<<"键盘‘8'被按下，操作标识符的低八位使用8位的连接模式\n";
     g_nConnectivity=8;
    break;

  }

 }

 return 0;
}

原始彩色图片：