边缘检测 霍夫检测

#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/calib3d/calib3d.hpp>
#include <iostream>
using namespace cv;
using namespace std;
#define PATH "/Users/mac/ClionProjects/opencv_test/"

/**
 Cannya检测:
 1.高斯滤波消除噪声
 2.计算梯度和方向,利用sobel算子计算x,y方向梯度,合成后有幅值和方向,方向背量化为0,45,90,135
 3.非极大值抑制,消除非边缘像素
 4.滞后阈值(双阈值)
    高过高阈值则保留为边缘像素
    低于低阈值则被排除
    处于中间的若连接至高阈值像素时保留


 霍夫检测: 过一点的直线族利用极坐标形式表示,可得过定点的直线族的r和theta存在正弦函数关系,如果把不同直线族(过不同定点)
 的交点求出,及可说明这条直线经过这些定点
 */
int main()
{

    //
    Mat src = imread(PATH"home.jpg");
    Mat dstImg, grayImg,edge;
    Mat grad_x, grad_y, absGradX, absGradY,dst;
    // 梯度有正负,8位正负数用16位有符号数
    Sobel(src, grad_x, CV_16S, 1, 0, 3, 1, 1, BORDER_DEFAULT);
    convertScaleAbs(grad_x, absGradX);
    imshow("x", absGradX);
    Sobel(src, grad_y, CV_16S, 0, 1, 3, 1, 1, BORDER_DEFAULT);
    convertScaleAbs(grad_y, absGradY);
    imshow("Y",absGradY);

    addWeighted(absGradX, 0.5, absGradY, 0.5, 0, dst);
    imshow("合成结果", dst);
    

    waitKey(0);
    return 0;

}

 

#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/calib3d/calib3d.hpp>
#include <iostream>
using namespace cv;
using namespace std;
#define PATH "/Users/mac/ClionProjects/opencv_test/"

/**
 Cannya检测:
 1.高斯滤波消除噪声
 2.计算梯度和方向,利用sobel算子计算x,y方向梯度,合成后有幅值和方向,方向背量化为0,45,90,135
 3.非极大值抑制,消除非边缘像素
 4.滞后阈值(双阈值)
    高过高阈值则保留为边缘像素
    低于低阈值则被排除
    处于中间的若连接至高阈值像素时保留


 霍夫检测: 过一点的直线族利用极坐标形式表示,可得过定点的直线族的r和theta存在正弦函数关系,如果把不同直线族(过不同定点)
 的交点求出,及可说明这条直线经过这些定点
 */
int main()
{

    //
    Mat srcImg = imread(PATH"home.jpg");
    Mat midImg, dstImg, colCanny;
    cvtColor(srcImg, midImg, CV_BGR2GRAY);
    Canny(midImg, dstImg, 50, 200, 3);
    // 检测结果作为掩码从而得到彩色的边缘
    srcImg.copyTo(colCanny, dstImg);
    imshow("边缘图", colCanny);

    vector<Vec2f> lines; // 存放检测结果
    HoughLines(dstImg, lines, 1, CV_PI/180, 300);
    // 在图中绘制结果
    for(size_t i=0; i<lines.size();i++){
        float rho = lines[i][0], theta = lines[i][1];
        Point pt1, pt2;
        // 极坐标转为笛卡尔
        double a = cos(theta), b = sin(theta);
        double x0 = a*rho, y0 = b*rho;
        pt1.x = cvRound(x0 + 1000*(-b));
        pt1.y = cvRound(y0 + 1000*a);
        pt2.x = cvRound(x0 - 1000*(-b));
        pt2.y = cvRound(y0 - 1000*a);
        line(dstImg, pt1, pt2, Scalar(0, 0, 255), 1, LINE_AA);


    }
    imshow("ans", dstImg);
    waitKey(0);
    return 0;

}

 

import cv2 as cv import numpy as np #直线检测 #使用霍夫直线变换做直线检测,前提条件:边缘检测已经完成 #标准霍夫线变换 def line_detection(image): gray = cv.cvtColor(image, cv.COLOR_RGB2GRAY) edges = cv.Canny(gray, 50, 150) #apertureSize参数默认其实就是3 cv.imshow("edges", edges) #cv.HoughLines参数设置:参数1,灰度图像;参数二,以像素为单位的距离精度(一般都是1,进度高,但是速度会慢一点) #参数三,以弧度为单位的角度精度(一般是1rad);参数四,阈值,大于阈值threshold的线段才可以被检测通过并返回到结果中 #该函数返回值为rho与theta lines = cv.HoughLines(edges, 1, np.pi/180, 200) for line in lines: rho, theta = line[0] #line[0]存储的是点到直线的极径和极角,其中极角是弧度表示的。 a = np.cos(theta) #theta是弧度 b = np.sin(theta) x0 = a * rho #代表x = r * cos(theta) y0 = b * rho #代表y = r * sin(theta) x1 = int(x0 + 1000 * (-b)) #计算直线起点横坐标 y1 = int(y0 + 1000 * a) #计算起始起点纵坐标 x2 = int(x0 - 1000 * (-b)) #计算直线终点横坐标 y2 = int(y0 - 1000 * a) #计算直线终点纵坐标 注:这里的数值1000给出了画出的线段长度范围大小,数值越小,画出的线段越短,数值越大,画出的线段越长 cv.line(image, (x1, y1), (x2, y2), (0, 0, 255), 2) #点的坐标必须是元组,不能是列表。 cv.imshow("image-lines", image) #统计概率霍夫线变换 def line_detect_possible_demo(image): gray = cv.cvtColor(image, cv.COLOR_RGB2GRAY) edges = cv.Canny(gray, 50, 150, apertureSize=3) # apertureSize参数默认其实就是3 lines = cv.HoughLinesP(edges, 1, np.pi / 180, 60, minLineLength=60, maxLineGap=5) for line in lines: x1, y1, x2, y2 = line[0] cv.line(image, (x1, y1), (x2, y2), (0, 0, 255), 2) cv.imshow("line_detect_possible_demo",image) src = cv.imread("E:/opencv/picture/track.jpg") print(src.shape) cv.namedWindow('input_image', cv.WINDOW_AUTOSIZE) cv.imshow('input_image', src) line_detection(src) src = cv.imread("E:/opencv/picture/track.jpg") #调用上一个函数后,会把传入的src数组改变,所以调用下一个函数时,要重新读取图片 line_detect_possible_demo(src) cv.waitKey(0) cv.destroyAllWindows() 霍夫检测直线原理: 关于hough变换,核心以及难点就是关于就是有原始空间到参数空间的变换上。以直线检测为例,假设有一条直线L,原点到该直线的垂直距离为p,垂线与x轴夹角为θθ,那么这条直线是唯一的,且直线的方程为 ρ=xcosθ+ysinθρ=xcosθ+ysinθ, 如下图所
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