深度学习03-(图像梯度处理、图像轮廓、图像预处理在AI中的应用)

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本文深入探讨了深度学习在计算机视觉中的应用，包括图像梯度处理、边沿检测、锐化、图像轮廓检测等关键技术。通过实例展示了图像预处理、数据增强及纯图像技术的局限性。

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深度学习03-(计算机视觉基本理论2)

图像梯度处理

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什么是图像梯度

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模板运算

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均值滤波

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高斯滤波

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中值滤波

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边沿检测

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锐化

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图像轮廓

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什么是图像轮廓

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查找和绘制轮廓

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轮廓拟合

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矩形包围框

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最小包围圆形

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最优拟合椭圆

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逼近多边形

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综合案例

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# 图像校正示例
import cv2
import numpy as np

im = cv2.imread("../data/paper.jpg")
gray = cv2.cvtColor(im, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
cv2.imshow('im', im)

# 模糊
blurred = cv2.GaussianBlur(gray, (5, 5), 0)
# 膨胀
dilate = cv2.dilate(blurred,
                    cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT, (3, 3))) # 根据函数返回kernel
# 检测边沿
edged = cv2.Canny(dilate,  # 原始图像
                  30, 120,  # 滞后阈值、模糊度
                  3)  # 孔径大小
# cv2.imshow("edged", edged)

# 轮廓检测
cnts = cv2.findContours(edged.copy(),
                        cv2.RETR_EXTERNAL,  # 只检测外轮廓
                        cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)  # 只保留该方向的终点坐标
cnts = cnts[1]
docCnt = None

# 绘制轮廓
im_cnt = cv2.drawContours(im,  # 绘制图像
                          cnts,  # 轮廓点列表
                          -1,  # 绘制全部轮廓
                          (0, 0, 255),  # 轮廓颜色：红色
                          2)  # 轮廓粗细
cv2.imshow("im_cnt", im_cnt)

# 计算轮廓面积，并排序
if len(cnts) > 0:
    cnts = sorted(cnts,  # 数据
                  key=cv2.contourArea,  # 排序依据，根据contourArea函数结果排序
                  reverse=True)
    for c in cnts:
        peri = cv2.arcLength(c, True)  # 计算轮廓周长
        approx = cv2.approxPolyDP(c, 0.02 * peri, True)  # 轮廓多边形拟合
        # 轮廓为4个点表示找到纸张
        if len(approx) == 4:
            docCnt = approx
            break

print(docCnt)

# 用圆圈标记处角点
points = []
for peak in docCnt:
    peak = peak[0]
    # 绘制圆
    cv2.circle(im,  # 绘制图像
               tuple(peak), 10,  # 圆心、半径
               (0, 0, 255), 2)  # 颜色、粗细
    points.append(peak)  # 添加到列表
print(points)
cv2.imshow("im_point", im)

# 校正
src = np.float32([points[0], points[1], points[2], points[3]])  # 原来逆时针方向四个点
dst = np.float32([[0, 0], [0, 488], [337, 488], [337, 0]])  # 对应变换后逆时针方向四个点
m = cv2.getPerspectiveTransform(src, dst)  # 生成透视变换矩阵
result = cv2.warpPerspective(gray.copy(), m, (337, 488))  # 透视变换
cv2.imshow("result", result)  # 显示透视变换结果

cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()