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    OpenCV半小时掌握基本操作之边缘检测

    作者:我是小白呀 时间:2021-09-14 18:22

    目录
    • 概述
    • Scharr 算子
    • Laplacian 算子
    • Sobel vs Scharr vs Laplacian
    • Canny 边缘检测
      • 高斯滤波器
      • 梯度和方向
      • 非极大值抑制
      • 双阈值检测
      • 例子

    【OpenCV】⚠️高手勿入! 半小时学会基本操作⚠️ 边缘检测

    概述

    OpenCV 是一个跨平台的计算机视觉库, 支持多语言, 功能强大. 今天小白就带大家一起携手走进 OpenCV 的世界. (第 12 课)

    在这里插入图片描述

    Scharr 算子

    Scharr 算子和 Sobel 算子基本一样. 只是卷积核系数不同. Scharr 算子对边界更加敏感, 也更容易误判.

    卷积核参数:

    在这里插入图片描述

    例子:

    # Scharr 算子
    scharr_x = cv2.Scharr(img, cv2.CV_64F, 1, 0)
    scharr_y = cv2.Scharr(img, cv2.CV_64F, 0, 1)
    
    # 取绝对值
    scharr_x = cv2.convertScaleAbs(scharr_x)
    scharr_y = cv2.convertScaleAbs(scharr_y)
    
    # 融合
    scharr_xy = cv2.addWeighted(scharr_x, 0.5, scharr_y, 0.5, 0)
    
    # 展示图片
    cv2.imshow("scharr_xy", scharr_xy)
    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()
    

    输出结果:

    在这里插入图片描述

    Laplacian 算子

    拉普拉斯算子 (Laplacian) 是图像二阶空间导数的二维向同性测度. 拉普拉斯算子可以突出图像中强度发生快速变化的区域, 因此常用在边缘检测任务当中.

    在这里插入图片描述

    在进行 Laplacian 操作之前通常需要先用高斯平滑滤波器 (Gaussian Blur) 降低 Laplacian 算子对于噪声的敏感性.

    卷积核参数:

    在这里插入图片描述

    例子:

    # 读取图片, 并准换成灰度图
    img = cv2.imread("Mona_Lisa.jpg", cv2.IMREAD_GRAYSCALE)
    
    # 高斯滤波器 (3 X 3)
    img = cv2.GaussianBlur(img, (3, 3), sigmaX=0.1)
    
    # Laplacian 算子
    laplacian = cv2.Laplacian(img, cv2.CV_64F)
    
    # 取绝对值
    laplacian = cv2.convertScaleAbs(laplacian)
    
    # 展示图片
    cv2.imshow("laplacian", laplacian)
    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()
    

    输出结果:

    在这里插入图片描述

    注: Sigma 值越小, 模板的中心系数就越大, 周围的系数较小, 平滑的效果就不是很明显.

    Sobel vs Scharr vs Laplacian

    在这里插入图片描述

    Canny 边缘检测

    Canny 边缘检测是非常流行的一种边缘检测算法, 由 John Canny 在 1986 年提出.

    步骤:

    1. 使用高斯滤波器, 平滑图像, 消除噪声
    2. 计算图像中每个像素点的梯度强度和方向
    3. 使用没极大值抑制 (Non-Maximum Suppression) 消除边缘检测带来的杂散响应
    4. 使用双阈值检测 (Double Threshold) 来确定真实和潜在的边缘
    5. 通过抑制孤立的弱边缘最终完成边缘检测

    高斯滤波器

    在这里插入图片描述

    梯度和方向

    在这里插入图片描述

    非极大值抑制

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    双阈值检测

    在这里插入图片描述

    例子

    # 读取图片, 并转换成灰度图
    img = cv2.imread("Mona_Lisa.jpg", cv2.IMREAD_GRAYSCALE)
    
    # Canny边缘检测
    out1 = cv2.Canny(img, 50, 150)
    out2 = cv2.Canny(img, 100, 150)
    
    # 合并
    canny = np.hstack((out1, out2))
    
    # 展示图片
    cv2.imshow("canny", canny)
    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()
    

    输出结果:

    在这里插入图片描述

    jsjbwy
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