Canny多级边缘检测算法的C语言实现
canny算法原理及实现
canny算法原理及实现⼀、canny算法原理1. 灰度化2. ⾼斯滤波通过对待滤波像素及其相邻点进⾏加权均值计算,可以去掉图像上的噪点1. 提取边缘2. ⾮极⼤值抑制梯度值较⼤的点可能是真正的边缘像素点,也可能是由颜⾊变化引起或噪点,想要过滤掉⾮边缘可以使⽤⾮极⼤值抑制法像素点和沿梯度⽅向上相邻的两个像素点进⾏⽐较,如果此像素点是三个点中梯度值最⼤的,则保留,否则置为01. 双阈值法给定两个阈值,如果像素点的梯度值⾼于⾼阈值,则为强边缘,如果低于低阈值,则不是边缘,介于低阈值和⾼阈值之间的为弱边缘,对于弱边缘⼜分两种情况:⼀种是真实边缘附近的点,⼀种孤⽴的点,不是真实边缘对于弱边缘,需要判断此点与其相邻的⼋个点中是否有强边缘,如果有,保留此点,如果没有,则删除⼆、canny算法实现#coding=utf-8import numpy as npimport cv2class Canny():def img2gray(self, img):b = img[:, :, 0].copy()g = img[:, :, 1].copy()r = img[:, :, 2].copy()out = b*0.0722 + g*0.7152 + r*0.2126out = out.astype(np.uint8)return outdef gussian_filter(self, img, ksize=3, sigma=1.4):H, W= img.shapepad = ksize // 2out = np.zeros([H+2*pad, W+2*pad], dtype=np.float)out[pad:pad+H, pad:pad+W] = img.copy().astype(np.float)K = np.zeros((ksize, ksize), dtype=np.float)for x in range(-pad, -pad+ksize):for y in range(-pad, -pad+ksize):K[y+pad, x+pad] = np.exp(-(x**2 + y**2)/2*sigma*sigma)K /= (2 * np.pi*sigma*sigma)K /= K.sum()tmp = out.copy()for y in range(H):for x in range(W):out[y + pad, x + pad] = np.sum(K*tmp[y: y+ksize, x :x+ksize])out = np.clip(out, 0, 255)out = out[pad: H+pad, pad: W+pad]out = out.astype(np.uint8)return outdef sobel_filter(self, img, ksize=3):pad = ksize // 2H, W= img.shapeout = np.zeros([H + pad * 2, W + pad * 2], dtype=np.float)out[pad: pad + H, pad: pad + W] = img.copy().astype(np.float)tmp = out.copy()out_y = out.copy()out_x = out.copy()kx = [[1., 0., -1.], [2., 0., -2.], [1., 0., -1.]]ky = [[1., 2., 1.], [0., 0., 0.], [-1., -2., -1.]]for y in range(H):for x in range(W):out_y[pad+y, pad+x] = np.sum(ky*tmp[y:y+ksize, x:x+ksize])out_x[pad+y, pad+x] = np.sum(kx*tmp[y:y+ksize, x:x+ksize])out_x = np.clip(out_x, 0, 255)out_x = out_x[pad:H+pad, pad:W+pad]out_x = out_x.astype(np.uint8)out_y = np.clip(out_y, 0, 255)out_y = out_y[pad:H + pad, pad:W + pad]out_y = out_y.astype(np.uint8)return out_x, out_ydef get_angle(self, out_x, out_y):edge = np.sqrt(np.power(out_x.astype(np.float32), 2) + np.power(out_y.astype(np.float32), 2)) edge = np.clip(edge, 0, 255)out_x = np.maximum(out_x, 1e-10)angle = np.arctan(out_y/out_x)return edge, angledef angle_handle(self, angle):angle = angle / np.pi * 180angle[angle < -22.5] = 180 + angle[angle < -22.5]new_angle = np.zeros_like(angle, dtype=np.uint8)new_angle[np.where(angle <= 22.5)] = 0new_angle[np.where((angle > 22.5) & (angle <= 67.5))] = 45new_angle[np.where((angle > 67.5) & (angle <= 112.5))] = 90new_angle[np.where((angle > 112.5) & (angle <= 157.5))] = 135return new_angledef non_max_sus(self, edge, angle):H, W = edge.shapenew_edge = edge.copy()for y in range(0, H):for x in range(0, W):if angle[y, x] == 0:x1, y1, x2, y2 = -1, 0, 1, 0elif angle[y, x] == 45:x1, y1, x2, y2 = -1, -1, 1, 1elif angle[y, x] == 90:x1, y1, x2, y2 = 0, -1, 0, 1elif angle[y, x] == 135:x1, y1, x2, y2 = -1, 1, 1, -1,if x == 0:x1 = max(x1, 0)x2 = max(x2, 0)if y == 0:y1 = max(y1, 0)y2 = max(y2, 0)if x == W-1:x1 = min(x1, 0)x2 = min(x2, 0)if y == H - 1:y1 = min(y1, 0)y2 = min(y2, 0)if max(max(edge[y, x], edge[y + y1, x + x1]), edge[y + y2, x + x2]) != edge[y, x]:new_edge[y, x] = 0return new_edgedef hysterisis(self, edge, HT = 100, LT = 10):H, W = edge.shapeedge[np.where(edge >= HT)] = 255edge[np.where(edge <= LT)] = 0new_edge = np.zeros((H + 2, W + 2), dtype=np.float32)new_edge[1: H+1, 1: W+1] = edge.copy()K = np.array(((1, 1, 1),(1, 0, 1),(1, 1, 1)))for y in range(0, H + 2):for x in range(0, W + 2):if new_edge[y, x] < LT or new_edge[y, x ]> HT:continueif np.max(new_edge[y-1: y+2, x - 1: x + 2] * K) >= HT:new_edge[y, x] = 255else:new_edge[y, x] = 0edge = new_edge[1: H:1, 1: W+1]return edgedef execute_func(self, img):gray = self.img2gray(img)gaussian = self.gussian_filter(gray)x, y = self.sobel_filter(gaussian)edge, angle = self.get_angle(x, y)new_angle = self.angle_handle(angle)new_edge = self.non_max_sus(edge, new_angle) edge_out = self.hysterisis(new_edge)return edge_outtest = Canny()img = cv2.imread('lenna.png')edge = test.execute_func(img)edge = edge.astype(np.uint8)cv2.imshow('img', edge)cv2.waitKey(0)cv2.destroyAllWindows()。
canny边缘检测matlab代码
canny边缘检测matlab代码Canny边缘检测是一种常用的图像处理算法,它可以有效地检测图像中的边缘,并将其显示为白色线条。
在Matlab中,可以使用以下代码实现Canny边缘检测:1. 读取图像首先,需要读取待处理的图像。
可以使用imread函数来读取图片:```matlabimg = imread('image.jpg');```其中,image.jpg是待处理的图片文件名。
2. 灰度化Canny算法只能处理灰度图像,因此需要将彩色图像转换为灰度图像。
可以使用rgb2gray函数来实现:```matlabgray_img = rgb2gray(img);```3. 高斯滤波在进行边缘检测之前,需要对图像进行高斯滤波来消除噪声。
可以使用fspecial和imfilter函数来实现:```matlabgaussian_filter = fspecial('gaussian', [5 5], 1);blur_img = imfilter(gray_img, gaussian_filter, 'replicate');```其中,[5 5]表示高斯核的大小为5x5,1表示标准差。
4. 计算梯度幅值和方向接下来,需要计算每个像素点的梯度幅值和方向。
可以使用Sobel算子来计算梯度,并利用arctan函数计算方向角度:```matlabsobel_x = [-1 0 1; -2 0 2; -1 0 1];sobel_y = [-1 -2 -1; 0 0 0; 1 2 1];grad_x = imfilter(blur_img, sobel_x, 'replicate');grad_y = imfilter(blur_img, sobel_y, 'replicate');grad_mag = sqrt(grad_x.^2 + grad_y.^2);grad_dir = atan(grad_y ./ grad_x);```5. 非极大值抑制由于Sobel算子计算出的梯度幅值可能会有多个峰值,因此需要进行非极大值抑制来保留边缘。
基于Canny算子的图像边缘检测实现
连接起 来为 止 。
c a n n y 算 子 边缘 检测 算法可 分为 四步 : 高斯滤 波器 平滑 、 一 阶偏 导的梯 度 计算 、 梯 度 幅值 的 非极大 值抑 制 、 双 阈值 算法 检测 和连 接边 缘 。 S t e p l : 高 斯 滤波 器 平滑 。 由于高斯 滤波器 对抑 制服从正 态分布 的噪声很有 效 , 并且 随着高斯模 板 的
) 反映了图像的边缘强度 , O ( x , ) 反映了 边缘的方向。
S e t p 3 : 梯 度 幅值 的 非极 大值 抑 制 仅仅 得到 全局 的梯度 并不足 以确 定边缘 , 因此为确 定边 缘 , 必须保 留局 部 梯 度 最大 的点 , 抑 制非极 大值 。 在 每一 点上 , 邻 域 的中心像 素 M 与沿梯 度线 的 两个像 , 则 令
太 实用 。 近 十年 来 , 有很 多学者 采 用不 同的方 法研 究如何 提取 受 噪声劣化 图像
厂 【 1 — 1 、 一 1 — 1 、 j 1 厂 【 1 1 J
—
1
梯 度 的幅值 和方 位角 可用 直角坐 标 到极坐 标转 换公 式计 算 :
M( x , ) = √ ( x , ) + G 2 、 X , y )
3 C a n n y 算子的边缘检测算法仿真
本文 实验 中利用 4 0 0X 4 0 0 莱娜 灰度 图,  ̄Ma t l a b 中编写程 序 , 实 现C a n n y 算 子 的边 缘 检测 算法 仿真 。 程 序如 下 : i mg = i mr e a d ( g i r 1 . J p g 。 ) ; i mg B mp = r g b 2 g r a y ( i mg ) ; s u b p l o t ( I , 2 , 1 ) ; i ms h o w( i mg B mp ) ; t i t l e ( 原灰 度 图 ’ ) ;
matlabcanny算子边缘检测函数代码
分享到:2012-04-24 20:42网友采纳clcclear allclose allI = imread('cameraman.tif'); % 读入图像imshow(I);title('原图')BW1 = edge(I,'canny'); % 调用canny函数figure,imshow(BW1); % 显示分割后的图像,即梯度图像title('Canny')用Lena标准检测图像,图像与代码下面注明了是哪张图像。
一、没有噪声时的检测结果 1 原始图像2 Sobel算子边缘检测3 Prewitt算子边缘检测4 Roberts算子边缘检测5 Laplace算子边缘检测6 Canny算子边缘检测二、加入高斯噪声(μ=0,σ^2=0.01)检测结果 1 原始图像2 Sobel算子边缘检测3 Prewitt算子边缘检测4 Roberts算子边缘检测5 Laplace算子边缘检测6 Canny算子边缘检测三、加入高斯噪声(μ=0,σ^2=0.02)检测结果 1 原始图像2 Sobel算子边缘检测3 Prewitt算子边缘检测4 Roberts算子边缘检测5 Laplace算子边缘检测6 Canny算子边缘检测clear all; close all;warning off all;I = imread('lena.bmp'); %%如果是其他类型图像,请先转换为灰度图%%没有噪声时的检测结果BW_sobel = edge(I,'sobel');BW_prewitt = edge(I,'prewitt');BW_roberts = edge(I,'roberts');BW_laplace = edge(I,'log');BW_canny = edge(I,'canny'); figure(1);subplot(2,3,1),imshow(I),xlabel('原始图像');subplot(2,3,2),imshow(BW_sobel),xlabel('sobel检测');subplot(2,3,3),imshow(BW_prewitt),xlabel('prewitt检测');subplot(2,3,4),imshow(BW_roberts),xlabel('roberts检测');subplot(2,3,5),imshow(BW_laplace),xlabel('laplace检测');subplot(2,3,6),imshow(BW_canny),xlabel('canny检测');%%加入高斯噪声(μ=0,σ^2=0.01)检测结果I_g1 = imnoise(I,'gaussian',0,0.01);BW_sobel = edge(I_g1,'sobel');BW_prewitt = edge(I_g1,'prewitt');BW_roberts = edge(I_g1,'roberts');BW_laplace = edge(I_g1,'log');BW_canny = edge(I_g1,'canny'); figure(2);subplot(2,3,1),imshow(I_g1),xlabel('加入高斯噪声(μ=0,σ^2=0.01)图像'); subplot(2,3,2),imshow(BW_sobel),xlabel('sobel检测');subplot(2,3,3),imshow(BW_prewitt),xlabel('prewitt检测');subplot(2,3,4),imshow(BW_roberts),xlabel('roberts检测');subplot(2,3,5),imshow(BW_laplace),xlabel('laplace检测');subplot(2,3,6),imshow(BW_canny),xlabel('canny检测');%%加入高斯噪声(μ=0,σ^2=0.02)检测结果I_g2 = imnoise(I,'gaussian',0,0.02);BW_sobel = edge(I_g2,'sobel');BW_prewitt = edge(I_g2,'prewitt');BW_roberts = edge(I_g2,'roberts');BW_laplace = edge(I_g2,'log');BW_canny = edge(I_g2,'canny'); figure(3);subplot(2,3,1),imshow(I_g2),xlabel('加入高斯噪声(μ=0,σ^2=0.02)图像'); subplot(2,3,2),imshow(BW_sobel),xlabel('sobel检测');subplot(2,3,3),imshow(BW_prewitt),xlabel('prewitt检测');subplot(2,3,4),imshow(BW_roberts),xlabel('roberts检测');subplot(2,3,5),imshow(BW_laplace),xlabel('laplace检测');subplot(2,3,6),imshow(BW_canny),xlabel('canny检测');199条建筑设计知识1. 公共建筑通常以交通、使用、辅助三种空间组成2. 美国著名建筑师沙利文提出的名言‘形式由功能而来’3. 密斯.凡.德.罗设计的巴塞罗那博览会德国馆采用的是‘自由灵活的空间组合’开创了流动空间的新概念4. 美国纽约赖特设计的古根海姆美术馆的展厅空间布置采用形式是串联式5. 电影放映院不需采光6. 点式住宅可设天井或平面凹凸布置可增加外墙面,有利于每层户数较多时的采光和通风7. 对结构形式有规定性的有大小和容量、物理环境、形状的规定性8. 功能与流线分析是现代建筑设计最常用的手段9. 垂直方向高的建筑需要考虑透视变形的矫正10. 橙色是暖色,而紫色含有蓝色的成分,所以偏冷;青色比黄色冷、红色比黄色暖、蓝色比绿色冷11. 同样大小冷色调较暖色调给人的感觉要大12. 同样距离,暖色较冷色给人以靠近感13. 为保持室内空间稳定感,房间的低处宜采用低明度色彩14. 冷色调给人以幽雅宁静的气氛15. 色相、明度、彩度是色彩的三要素;三元色为红、黄、蓝16. 尺度的概念是建筑物整体或局部给人的视角印象大小和其实际大小的关系17. 美的比例,必然正确的体现材料的力学特征18. 不同文化形成独特的比例形式19. 西方古典建筑高度与开间的比例,愈高大愈狭长,愈低矮愈宽阔20. ‘稳定’所涉及的要素是上与下之间的相对轻重关系的处理21. 人眼观赏规律H 18°~45°局部、细部2H 18°~27°整体3H <18°整体及环境22. 黄金分隔比例为1:1.61823. 通风屋面只能隔离太阳辐射不能保温,适宜于南方24. 总图布置要因地制宜,建筑物与周围环境之间关系紧凑,节约因地;适当处理个体与群体,空间与体形,绿化和小品的关系;合理解决采光、通风、朝向、交通与人流的组织25. 热水系统舒适稳定适用于居住建筑和托幼蒸汽系统加热快,适用于间歇采暖建筑如会堂、剧场26. 渐变具有韵律感27. 要使一座建筑显得富有活力,形式生动,在构图中应采用对比的手法对比的手法有轴线对比、体量对比、方向对比、虚实对比、色彩对比28. 要使柱子看起来显得细一些,可以采用暗色和冷色29. 巴西国会大厅在体型组合中采用了对比与协调的手法30. 展览建筑应使用穿套式的空间组合形式31. 室外空间的构成,主要依赖于建筑和建筑群体组合32. 在意大利威尼斯的圣马可广场的布局中,采用了强调了各种空间之间的对比33. 当坡地坡度较缓时,应采用平行等高线布置34. 建筑的有效面积=建筑面积-结构面积35. 加大开窗面积的方法来解决采光和通风问题较易办到36. 中国古代木结构大致可分为抬梁式、穿斗式和井干式三种37. 建筑构图原理的基本范畴有主从与重点、对比与呼应、均衡与稳定、节奏与韵律和比例与尺度38. 建筑构图的基本规律是多样统一39. 超过8层的建筑中,电梯就成为主要的交通工具了40. 建筑的模数分为基本模数、扩大模数和分模数41. 建筑楼梯梯段的最大坡度不宜超过38°42. 住宅起居室、卧室、厨房应直接采光,窗地比为1/7,其他为1/1243. 住宅套内楼梯梯段的最小净宽两边墙的0.9M,一边临空的0.75M住宅室内楼梯踏步宽不应小于0.22M,踏步高度不应小大0.20M44. 住宅底层严禁布置火灾危险性甲乙类物质的商店,不应布置产生噪声的娱乐场所45. 地下室、贮藏室等房间的最低净高不应低于2.0米46. 室内坡道水平投影长度超过15米时,宜设休息平台47. 外墙内保温所占面积不计入使用面积烟道、风道、管道井不计入使用面积阳台面积不计入使用面积壁柜应计入使用面积48. 旋转楼梯两级的平面角度不大于10度,且每级离内侧扶手中心0.25处的踏步宽度要大于0.22米49. 两个安全出口之间的净距不应小于5米50. 楼梯正面门扇开足时宜保持0.6米平台净宽,侧墙门口距踏步不宜小于0.4米,其门扇开足时不应减少梯段的净宽35. 加大开窗面积的方法来解决采光和通风问题较易办到36. 中国古代木结构大致可分为抬梁式、穿斗式和井干式三种37. 建筑构图原理的基本范畴有主从与重点、对比与呼应、均衡与稳定、节奏与韵律和比例与尺度38. 建筑构图的基本规律是多样统一39. 超过8层的建筑中,电梯就成为主要的交通工具了40. 建筑的模数分为基本模数、扩大模数和分模数41. 建筑楼梯梯段的最大坡度不宜超过38°42. 住宅起居室、卧室、厨房应直接采光,窗地比为1/7,其他为1/1243. 住宅套内楼梯梯段的最小净宽两边墙的0.9M,一边临空的0.75M住宅室内楼梯踏步宽不应小于0.22M,踏步高度不应小大0.20M44. 住宅底层严禁布置火灾危险性甲乙类物质的商店,不应布置产生噪声的娱乐场所45. 地下室、贮藏室等房间的最低净高不应低于2.0米46. 室内坡道水平投影长度超过15米时,宜设休息平台47. 外墙内保温所占面积不计入使用面积烟道、风道、管道井不计入使用面积阳台面积不计入使用面积壁柜应计入使用面积48. 旋转楼梯两级的平面角度不大于10度,且每级离内侧扶手中心0.25处的踏步宽度要大于0.22米49. 两个安全出口之间的净距不应小于5米50. 楼梯正面门扇开足时宜保持0.6米平台净宽,侧墙门口距踏步不宜小于0.4米,其门扇开足时不应减少梯段的净宽35. 加大开窗面积的方法来解决采光和通风问题较易办到36. 中国古代木结构大致可分为抬梁式、穿斗式和井干式三种37. 建筑构图原理的基本范畴有主从与重点、对比与呼应、均衡与稳定、节奏与韵律和比例与尺度38. 建筑构图的基本规律是多样统一39. 超过8层的建筑中,电梯就成为主要的交通工具了40. 建筑的模数分为基本模数、扩大模数和分模数41. 建筑楼梯梯段的最大坡度不宜超过38°42. 住宅起居室、卧室、厨房应直接采光,窗地比为1/7,其他为1/1243. 住宅套内楼梯梯段的最小净宽两边墙的0.9M,一边临空的0.75M住宅室内楼梯踏步宽不应小于0.22M,踏步高度不应小大0.20M44. 住宅底层严禁布置火灾危险性甲乙类物质的商店,不应布置产生噪声的娱乐场所45. 地下室、贮藏室等房间的最低净高不应低于2.0米46. 室内坡道水平投影长度超过15米时,宜设休息平台47. 外墙内保温所占面积不计入使用面积烟道、风道、管道井不计入使用面积阳台面积不计入使用面积壁柜应计入使用面积48. 旋转楼梯两级的平面角度不大于10度,且每级离内侧扶手中心0.25处的踏步宽度要大于0.22米49. 两个安全出口之间的净距不应小于5米50. 楼梯正面门扇开足时宜保持0.6米平台净宽,侧墙门口距踏步不宜小于0.4米,其门扇开足时不应减少梯段的净宽51. 入地下车库的坡道端部宜设挡水反坡和横向通长雨水篦子52. 室内台阶宜150*300;室外台阶宽宜350左右,高宽比不宜大于1:2.553. 住宅公用楼梯踏步宽不应小于0.26M,踏步高度不应大于0.175M54. 梯段宽度不应小于1.1M(6层及以下一边设栏杆的可为1.0M),净空高度2.2M55. 休息平台宽度应大于梯段宽度,且不应小于1.2M,净空高度2.0M56. 梯扶手高度0.9M,水平段栏杆长度大于0.5M时应为1.05M57. 楼梯垂直杆件净空不应大于0.11M,梯井净空宽大于0.11M时应采取防护措施58. 门洞共用外门宽1.2M,户门卧室起居室0.9M,厨房0.8M,卫生间及阳台门0.7M,所有门洞高为2.0M59. 住宅层高不宜高于2.8M60. 卧室起居室净高≥2.4M,其局部净高≥2.1M(且其不应大于使用面积的1/3)61. 利用坡顶作起居室卧室的,一半面积净高不应低于2.1M利用坡顶空间时,净高低于1.2M处不计使用面积;1.2--2.1M计一半使用面积;高于2.1M全计使用面积62. 放家具墙面长3M,无直接采光的厅面积不应大于10M263. 厨房面积Ⅰ、Ⅱ≥4M2;Ⅲ、Ⅳ≥5M264. 厨房净宽单面设备不应小于1.5M;双面布置设备间净距不应小于0.9M65. 对于大套住宅,其使用面积必须满足45平方米66. 住宅套型共分四类使用面积分别为34、45、56、68M267. 单人卧室≥6M2;双人卧室≥10M2;兼起居室卧室≥12M2;68. 卫生间面积三件3M2;二件2--2.5M2;一件1.1M269. 厨房、卫生间净高2.2M70. 住宅楼梯窗台距楼地面净高度低于0.9米时,不论窗开启与否,均应有防护措施71. 阳台栏杆净高1.05M;中高层为1.1M(但要<1.2);杆件净距0.1172. 无外窗的卫生间应设置防回流构造的排气通风道、预留排气机械的位置、门下设进风百叶窗或与地面间留出一定缝隙73. 每套应设阳台或平台、应设置晾衣设施、顶层应设雨罩;阳台、雨罩均应作有组织排水;阳台宜做防水;雨罩应做防水74. 寒冷、夏热冬冷和夏热冬暖地区的住宅,西面应采取遮阳措施75. 严寒地区的住宅出入口,各种朝向均应设防寒门斗或保温门76. 住宅建筑中不宜设置的附属公共用房有锅炉房、变压器室、易燃易爆化学物品商店但有厨房的饮食店可设77. 住宅设计应考虑防触电、防盗、防坠落78. 跃层指套内空间跨跃两楼层及以上的住宅79. 在坡地上建住宅,当建筑物与等高线垂直时,采用跌落方式较为经济80. 住宅建筑工程评估指标体系表中有一级和二级指标81. 7层及以上(16米)住宅必须设电梯82. 宿舍最高居住层的楼地面距入口层地面的高度大于20米时,应设电梯83. 医院病房楼,设有空调的多层旅馆,超过5层的公建室内疏散楼梯,均应设置封闭楼梯间(包括首层扩大封闭楼梯间)设歌舞厅放映厅且超过3层的地上建筑,应设封闭楼梯间。
(完整版)Canny边缘检测算法总结
一.Canny边缘检测算法原理JohnCanny于1986年提出Canny算子,属于是先平滑后求导数的方法。
其处理过程大体上分为下面四部分。
1. 对原始图像进行灰度化Canny算法通常处理的图像为灰度图,因此如果获取的是彩色图像,那首先就得进行灰度化。
对一幅彩色图进行灰度化,就是根据图像各个通道的采样值进行加权平均。
以RGB格式的彩图为例,通常灰度化采用的方法主要有:方法1:Gray=(R+G+B)/3;方法2:Gray=0.299R+0.587G+0.114B;(这种参数考虑到了人眼的生理特点)至于其他格式的彩色图像,可以根据相应的转换关系转为RGB然后再进行灰度化;在编程时要注意图像格式中RGB的顺序通常为BGR。
2. 对图像进行高斯滤波图像高斯滤波的实现可以用两个一维高斯核分别两次加权实现,也可以通过一个二维高斯核一次卷积实现。
1)高斯核实现上式为离散化的一维高斯函数,确定参数就可以得到一维核向量。
上式为离散化的二维高斯函数,确定参数就可以得到二维核向量。
在求得高斯核后,要对整个核进行归一化处理。
2)图像高斯滤波对图像进行高斯滤波,其实就是根据待滤波的像素点及其邻域点的灰度值按照一定的参数规则进行加权平均。
这样可以有效滤去理想图像中叠加的高频噪声。
通常滤波和边缘检测是矛盾的概念,抑制了噪声会使得图像边缘模糊,这会增加边缘定位的不确定性;而如果要提高边缘检测的灵敏度,同时对噪声也提高了灵敏度。
实际工程经验表明,高斯函数确定的核可以在抗噪声干扰和边缘检测精确定位之间提供较好的折衷方案。
3. 用一阶偏导的有限差分来计算梯度的幅值和方向关于图像灰度值得梯度可使用一阶有限差分来进行近似,这样就可以得图像在x和y 方向上偏导数的两个矩阵。
常用的梯度算子有如下几种:1)Roberts算子上式为其x和y方向偏导数计算模板,可用数学公式表达其每个点的梯度幅值为:2)Sobel算子上式三个矩阵分别为该算子的x向卷积模板、y向卷积模板以及待处理点的邻域点标记矩阵,据此可用数学公式表达其每个点的梯度幅值为:3)Prewitt算子和Sobel算子原理一样,在此仅给出其卷积模板。
matlabcanny边缘检测代码接霍夫变换-概述说明以及解释
matlabcanny边缘检测代码接霍夫变换-概述说明以及解释1.引言1.1 概述边缘检测是图像处理中的一个重要任务,它广泛应用于计算机视觉、图像分析和模式识别等领域。
边缘检测的目标是找到图像中不同区域之间的边界,并将其表示为像素强度的变化。
Canny边缘检测算法是一种经典且常用的边缘检测方法。
它通过一系列的图像处理步骤来提取图像中的边缘信息。
Canny算法的特点是能够检测出细且准确的边缘,并且对于图像中的噪声具有较好的抵抗能力。
Matlab是一种功能强大的数学软件,广泛应用于科学计算、数据可视化和图像处理等领域。
Matlab提供了丰富的图像处理函数和工具箱,其中包括了Canny边缘检测的实现代码。
本文的主要目的是介绍Matlab中Canny边缘检测的代码实现,并结合Hough变换算法进行边缘检测的应用。
通过使用Matlab中的相关函数和工具,我们可以有效地实现Canny边缘检测,并结合Hough变换来进一步处理和分析图像中的边缘特征。
本文将首先回顾Canny边缘检测算法的原理和步骤,然后介绍Matlab中的Canny边缘检测代码的使用方法。
接着,我们将介绍Hough 变换算法的原理和应用,并展示如何将Canny边缘检测与Hough变换相结合来实现更精确的边缘检测。
最后,我们将对Canny边缘检测和Hough变换的优缺点进行讨论,总结这两种方法在边缘检测中的应用。
同时,我们也将展望未来的研究方向,探讨如何进一步改进和优化边缘检测算法,以满足不断发展的图像处理需求。
通过阅读本文,读者将能够理解Canny边缘检测算法和Hough变换算法的原理,掌握Matlab中相关代码的使用方法,并了解边缘检测在实际应用中的优势和局限性。
希望本文能为读者在图像处理领域的学习和研究提供一定的帮助和启示。
文章结构是指文章的整体框架和组织形式。
一个良好的文章结构可以使读者更好地理解和领会文章的内容,同时也有助于文章的逻辑性和条理性。
C语言实现opencv提取直线、轮廓及ROI实例详解
C语⾔实现opencv提取直线、轮廓及ROI实例详解⼀、Canny检测轮廓在上⼀篇⽂章中有提到sobel边缘检测,并重写了soble的C++代码让其与matlab中算法效果⼀致,⽽soble边缘检测是基于单⼀阈值的,我们不能兼顾到低阈值的丰富边缘和⾼阈值时的边缘缺失这两个问题。
⽽canny算⼦则很好的弥补了这⼀不⾜,从⽬前看来,canny边缘检测在做图像轮廓提取⽅⾯是最优秀的边缘检测算法。
canny边缘检测采⽤双阈值值法,⾼阈值⽤来检测图像中重要的、显著的线条、轮廓等,⽽低阈值⽤来保证不丢失细节部分,低阈值检测出来的边缘更丰富,但是很多边缘并不是我们关⼼的。
最后采⽤⼀种查找算法,将低阈值中与⾼阈值的边缘有重叠的线条保留,其他的线条都删除。
本篇⽂章中不对canny的算法原理作进⼀步说明,稍后会在图像处理算法相关的⽂章中详细介绍。
下⾯我们⽤OpenCV中的Canny函数来检测图像边缘int main(){Mat I=imread("../cat.png");cvtColor(I,I,CV_BGR2GRAY);Mat contours;Canny(I,contours,125,350);threshold(contours,contours,128,255,THRESH_BINARY);namedWindow("Canny");imshow("Canny",contours);waitKey();return 0;}显⽰效果如下:⼆、直线检测⽤到的是霍夫变换检测直线的算法直线在图像中出现的频率⾮常之⾼,⽽直线作为图像的特征对于基本内容的图像分析有着很重要的作⽤,本⽂通过OpenCV中的hough变换来检测图像中的线条。
我们先看最基本的Hough变换函数HoughLines,它的原型如下:void HoughLines(InputArray image, OutputArray lines, double rho, double theta, int threshold, double srn=0, double stn=0 );它的输⼊是⼀个⼆值的轮廓图像,往往是边缘检测得到的结果图像;它的输出是⼀个包含多个Vec2f点的数组,数组中的每个元素是⼀个⼆元浮点数据对<rou,theta>,rou代表直线离坐标原点的距离,theta代表⾓度。
matlab中canny边缘检测算法的实现
matlab中canny边缘检测算法的实现【Matlab中Canny边缘检测算法的实现】引言:边缘检测是计算机视觉和图像处理领域中的一项重要任务,主要用于提取图像中物体的轮廓或边界。
在边缘检测算法中,Canny算法是一种非常经典和常用的方法,由John F. Canny于1986年提出。
该算法被广泛应用于计算机视觉领域,实现了较好的边缘检测效果和低误报率。
本文将详细介绍在Matlab中实现Canny边缘检测算法的步骤和原理。
1. 算法原理:Canny边缘检测算法主要包含以下几个步骤:(1)使用高斯滤波平滑图像,减少噪声的影响。
(2)计算图像的梯度幅值和方向,确定图像中的强边缘。
(3)应用非极大值抑制算法,细化边缘。
(4)通过双阈值处理,进一步筛选边缘像素。
(5)连接边缘像素,得到最终的边缘结果。
2. 算法实现步骤:在Matlab中,我们可以利用内置函数和库函数来实现Canny边缘检测算法。
下面将一步一步介绍具体的实现过程。
2.1 加载图像:首先,我们需要加载一张待处理的图像。
可以使用imread函数加载图像,例如:img = imread('image.jpg');2.2 灰度化处理:Canny算法通常在灰度图像上进行,因此我们需要将彩色图像转换为灰度图像。
可以使用rgb2gray函数实现:grayImg = rgb2gray(img);2.3 高斯滤波:为了减少噪声的影响,我们需要对图像进行平滑处理。
可以使用fspecial函数创建高斯滤波器,然后使用imfilter函数对灰度图像进行滤波。
示例代码如下:filterSize = 5; % 设置滤波器尺寸sigma = 1; % 设置高斯分布的标准差gaussianFilter = fspecial('gaussian', [filterSize filterSize], sigma); smoothImg = imfilter(grayImg, gaussianFilter, 'symmetric');2.4 计算梯度幅值和方向:接下来,我们需要计算图像中每个像素的梯度幅值和方向。
canny边缘检测及matlab实现
北京工业大学研究生课程考试答题纸课程类别:学位课选修课研究生学号:研究生姓名:学生类别:博士硕士工程硕士进修生考试时间:年月日一、实验目的:熟悉边缘检测原理,并运用matlab软件实现图像的canny边缘检测,体会canny 边缘检测的优缺点。
二、实验内容:编写matlab程序,实现对lena图像的边缘检测,输出程序运行结果。
三、实验原理或步骤:首先回顾一下边缘检测的一般步骤:边缘检测算法一般包含如下四个步骤:1.滤波(去噪)。
2.增强(一般是通过计算梯度幅值)。
3.检测(在图像中有许多点的梯度幅值会比较大,而这些点并不都是边缘,所以应该用某种方法来确定边缘点,比如最简单的边缘检测判据:梯度幅值阈值)。
4.定位(有的应用场合要求确定边缘位置,可以在子像素水平上来估计,指出边缘的位置和方向)Canny边缘检测的算法步骤:1.用高斯滤波器平滑图像(不同尺度的Canny检测子由高斯的不同标准差来表示)用一阶偏导的有限差分来计算梯度的幅值和方向。
2.对高斯平滑后的图像进行sobel边缘检测。
这里需要求横的竖的还有联合的,所以一共三个需要sobel边缘检测图像。
3.对联合的sobel检测图像进行非极大值抑制(Non-Maxima Suppression, NMS)4.用双阈值算法检测和连接边缘,并进行滞后阈值处理。
其中非极大值抑制细化了幅值图像中的屋脊带,只保留幅值局部变化最大的点。
双阈值算法:用两个阈值得到两个阈值图像,然后把高阈值的图像中的边缘连接成轮廓,连接时到达轮廓的端点时,在低阈值图像上找可以连接的边缘。
不断收集,直到所有的间隙连接起来为止。
四、运行结果和分析每步运行效果:Figure1原图:Figure2 高斯模糊后:Figure3 sobel边缘检测后:Figure4 非极大抑制后:Figure5 上阈值120,下阈值100检测结果:Canny算子的方向性使得它的边缘检测和定位优于其他算子,具有更好的边缘强度估计,能产生梯度方向和强度两个信息。
matlabcanny边缘检测代码接霍夫变换
matlabcanny边缘检测代码接霍夫变换全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:Matlab是一个强大的数学软件工具,其图像处理工具箱可以帮助我们进行各种图像处理操作,比如边缘检测和霍夫变换。
本文将分享如何使用Matlab进行Canny边缘检测,并结合霍夫变换进行线检测。
Canny边缘检测是一种经典的边缘检测算法,它的优点是能够检测到边缘的细节,并且对噪声具有一定的鲁棒性。
在Matlab中,我们可以通过一行简单的代码来实现Canny边缘检测:```edgeImage = edge(rgb2gray(image), 'canny');```以上代码中,我们首先将原始图像转换为灰度图像,然后调用Matlab的'edge'函数,并指定边缘检测算法为Canny,最后我们将得到的边缘图像存储在edgeImage中。
接下来,我们可以将边缘图像显示出来,以便进行进一步的处理和分析。
```imshow(edgeImage);通过上述代码,我们可以看到Canny边缘检测算法的效果,边缘比较清晰,同时也保留了边缘的细节信息。
接下来,我们将介绍如何使用霍夫变换来进行线检测。
霍夫变换是一种经典的图像处理算法,其主要应用是检测直线和圆等几何形状。
在Matlab中,我们可以通过一行代码来实现霍夫变换的线检测:```[H,theta,rho] = hough(edgeImage);peaks = houghpeaks(H, 10);lines = houghlines(edgeImage, theta, rho, peaks);imshow(image);hold on;for k = 1 : length(lines)xy = [lines(k).point1; lines(k).point2];plot(xy(:,1),xy(:,2),'LineWidth',2,'Color','green');endhold off;以上代码中,我们首先调用Matlab的'hough'函数来计算霍夫变换的极坐标空间。
基于canny算子的边缘检测算法应用研究
基于canny算子的边缘检测算法应用研究作者:陈蒙来源:《电子技术与软件工程》2013年第23期摘要:边缘检测技术是图像处理过程的重要一环,本文主要研究基于canny算则的边缘检测算法中的抑制噪声、寻找亮度梯度、非极大值抑制、边缘的确定和连接等四个过程,并逐个分析其实现过程及作用。
【关键词】边缘检测高斯平滑1 引言随着图像处理技术的发展与广泛应用,现在社会中图像处理的应用领域越来越广泛,如三维重建,医学诊断,图像识别等等。
而图像处理过程中,最重要的一项预处理技术即为边缘检测技术。
图像的边缘是图像特征识别中的重要组成部分。
我们一般认为边缘是图像中周围像素有不连续变化或屋脊变化的像素的集合。
在一幅图像中,边缘特征所表达的信息量在整张图片的特征信息中占有主导地位,对图像特征的识别、分析十分重要。
边缘信息主要从像素值幅度和走向两个方面来表示。
一般来说,沿着边缘走向的像素点灰度值呈连续性变化特征,而垂直于边缘走向的像素点灰度值则呈跳跃性或阶跃性变化特征。
边缘检测技术即为通过一定的算法将图像中的边缘尽可能真实地提取或表示出来的技术。
边缘检测技术发展到目前已有很多类提取算法,但主要的计算原则就借助于类似高斯平滑、傅里叶变换等的数学函数与图像的灰度矩阵进行卷积计算,从而得到横、纵两个方向上的梯度图像和模图像,然后根据梯度方向来进行模的极大值提取,获得需要的图像特征边缘。
本文主要研究的是以canny算子为检测手段的边缘检测算法。
2 canny边缘检测算法任何一个边缘检测算法的原则都是真实、详尽地标识出原图像的实际边缘,同时又尽可能避免图像中的噪点、伪边缘等噪声的干扰,找到一个最优的图像边缘。
Canny边缘检测算法也是如此,一般由抑制噪声、寻找梯度亮度、非极大值抑制、确定和连接边缘这四步完成的。
2.1 1抑制噪声任何图像在进行边缘检测之前,都要进行抑制噪声的预处理。
它是所有图像处理过程的第一步。
图像的噪声主要有椒盐噪声和高斯噪声两种,而绝大部分图形的干扰噪声属于高斯噪声,因此canny算法的第一步采用的是运用二维高斯平滑模板与原图像数据进行卷积计算,而得到抑制噪声后的待处理图像。
canny算子代码
canny算子代码canny算子代码void CreatGauss(double sigma, double **pdKernel, int *pnWidowSize);void GaussianSmooth(SIZE sz, LPBYTE pGray, LPBYTE pResult, double sigma);void Grad(SIZE sz, LPBYTE pGray, int *pGradX, int *pGradY, int *pMag);void NonmaxSuppress(int *pMag, int *pGradX, int *pGradY, SIZE sz, LPBYTE pNSRst);void EstimateThreshold(int *pMag, SIZE sz, int *pThrHigh, int *pThrLow, LPBYTE pGray, double dRatHigh, double dRatLow);void Hysteresis(int *pMag, SIZE sz, double dRatLow, double dRatHigh, LPBYTE pResult); void TraceEdge(int y, int x, int nThrLow, LPBYTE pResult, int *pMag, SIZE sz);void Canny(LPBYTE pGray, SIZE sz, double sigma, double dRatLow,double dRatHigh, LPBYTE pResult);#include "afx.h"#include "math.h"#include "canny.h"// 一维高斯分布函数,用于平滑函数中生成的高斯滤波系数void CreateGauss(double sigma, double **pdKernel, int *pnWidowSize){LONG i;//数组中心点int nCenter;//数组中一点到中心点距离double dDis;//中间变量double dValue;double dSum;dSum = 0;// [-3*sigma,3*sigma] 以内数据,会覆盖绝大部分滤波系数*pnWidowSize = 1+ 2*ceil(3*sigma);nCenter = (*pnWidowSize)/2;*pdKernel = new double[*pnWidowSize];//生成高斯数据for(i=0;i <(*pnWidowSize);i++){dDis = double(i - nCenter);dValue = exp(-(1/2)*dDis*dDis/(sigma*sigma))/(sqrt(2*3.1415926)*sigma); (*pdKernel)[i] = dValue;dSum+=dValue;}//归一化for(i=0;i <(*pnWidowSize);i++){(*pdKernel)[i]/=dSum;}}//用高斯滤波器平滑原图像void GaussianSmooth(SIZE sz, LPBYTE pGray, LPBYTE pResult, double sigma) {LONG x, y;LONG i;//高斯滤波器长度int nWindowSize;//窗口长度int nLen;//一维高斯滤波器double *pdKernel;//高斯系数与图像数据的点乘double dDotMul;//滤波系数总和double dWeightSum;double *pdTemp;pdTemp = new double[sz.cx*sz.cy];//产生一维高斯数据CreatGauss(sigma, &pdKernel, &nWindowSize);nLen = nWindowSize/2;//x方向滤波for(y=0;y <sz.cy;y++)< p="">{for(x=0;x <sz.cx;x++)< p="">{dDotMul = 0;dWeightSum = 0;for(i=(-nLen);i <=nLen;i++){//判断是否在图像内部if((i+x)>=0 && (i+x) <sz.cx)< p="">{dDotMul+=(double)pGray[y*sz.cx+(i+x)] * pdKernel[nLen+i]; dWeightSum += pdKernel[nLen+i];}}pdTemp[y*sz.cx+x] = dDotMul/dWeightSum;}}//y方向滤波for(x=0; x <sz.cx;x++)< p="">{for(y=0; y <="">{dDotMul = 0;dWeightSum = 0;for(i=(-nLen);i <=nLen;i++){if((i+y)>=0 && (i+y) < sz.cy){dDotMul += (double)pdTemp[(y+i)*sz.cx+x]*pdKernel[nLen+i];dWeightSum += pdKernel[nLen+i];}}pResult[y*sz.cx+x] = (unsigned char)dDotMul/dWeightSum;}}delete []pdKernel;pdKernel = NULL;delete []pdT emp;pdTemp = NULL;}// 方向导数,求梯度void Grad(SIZE sz, LPBYTE pGray, int *pGradX, int *pGradY, int *pMag) {LONG y,x;//x方向的方向导数for(y=1;y <sz.cy-1;y++)< p="">{for(x=1;x <sz.cx-1;x++)< p="">{pGradX[y*sz.cx +x] = (int)( pGray[y*sz.cx+x+1]-pGray[y*sz.cx+ x-1] ); }}//y方向方向导数for(x=1;x <sz.cx-1;x++)< p="">{for(y=1;y <sz.cy-1;y++)< p="">{pGradY[y*sz.cx +x] = (int)(pGray[(y+1)*sz.cx +x] - pGray[(y-1)*sz.cx +x]); }}//求梯度//中间变量double dSqt1;double dSqt2;for(y=0; y <="">{for(x=0; x <="">{//二阶范数求梯度dSqt1 = pGradX[y*sz.cx + x]*pGradX[y*sz.cx + x];dSqt2 = pGradY[y*sz.cx + x]*pGradY[y*sz.cx + x];pMag[y*sz.cx+x] = (int)(sqrt(dSqt1+dSqt2)+0.5);}}}//非最大抑制void NonmaxSuppress(int *pMag, int *pGradX, int *pGradY, SIZE sz, LPBYTE pNSRst) {LONG y,x;int nPos;//梯度分量int gx;int gy;//中间变量int g1,g2,g3,g4;double weight;double dTmp,dTmp1,dTmp2;//设置图像边缘为不可能的分界点for(x=0;x <sz.cx;x++)< p="">{pNSRst[x] = 0;pNSRst[(sz.cy-1)*sz.cx+x] = 0;}for(y=0;y <sz.cy;y++)< p="">{pNSRst[y*sz.cx] = 0;pNSRst[y*sz.cx + sz.cx-1] = 0;}for(y=1;y <sz.cy-1;y++)< p="">{for(x=1;x <sz.cx-1;x++)< p="">{//当前点nPos = y*sz.cx + x;//如果当前像素梯度幅度为0,则不是边界点if(pMag[nPos] == 0){pNSRst[nPos] = 0;}else{//当前点的梯度幅度dTmp = pMag[nPos];//x,y方向导数gx = pGradX[nPos];gy = pGradY[nPos];//如果方向导数y分量比x分量大,说明导数方向趋向于y分量if(abs(gy) > abs(gx)){//计算插值比例weight = fabs(gx)/fabs(gy);g2 = pMag[nPos-sz.cx];g4 = pMag[nPos+sz.cx];//如果x,y两个方向导数的符号相同//C 为当前像素,与g1-g4 的位置关系为://g1 g2// C// g4 g3if(gx*gy>0){g1 = pMag[nPos-sz.cx-1];g3 = pMag[nPos+sz.cx+1];}//如果x,y两个方向的方向导数方向相反//C是当前像素,与g1-g4的关系为:// g2 g1// C// g3 g4else{g1 = pMag[nPos-sz.cx+1];g3 = pMag[nPos+sz.cx-1];}}//如果方向导数x分量比y分量大,说明导数的方向趋向于x分量else{//插值比例weight = fabs(gy)/fabs(gx);g2 = pMag[nPos+1];g4 = pMag[nPos-1];//如果x,y两个方向的方向导数符号相同//当前像素C与g1-g4的关系为// g3// g4 C g2// g1if(gx * gy > 0){g1 = pMag[nPos+sz.cx+1];g3 = pMag[nPos-sz.cx-1];}//如果x,y两个方向导数的方向相反// C与g1-g4的关系为// g1// g4 C g2// g3else{g1 = pMag[nPos-sz.cx+1];g3 = pMag[nPos+sz.cx-1];}}//利用g1-g4 对梯度进行插值{dTmp1 = weight*g1 + (1-weight)*g2; dTmp2 = weight*g3 + (1-weight)*g4;//当前像素的梯度是局部的最大值//该点可能是边界点if(dTmp>=dTmp1 && dTmp>=dTmp2) {pNSRst[nPos] = 128;}else{//不可能是边界点pNSRst[nPos] = 0;}}}}}}// 统计pMag的直方图,判定阈值void EstimateThreshold(int *pMag, SIZE sz, int *pThrHigh, int*pThrLow, LPBYTE pGray, double dRatHigh, double dRatLow) {LONG y,x,k;//该数组的大小和梯度值的范围有关,如果采用本程序的算法//那么梯度的范围不会超过pow(2,10)int nHist[256];//可能边界数int nEdgeNum;//最大梯度数int nMaxMag;int nHighCount;nMaxMag = 0;//初始化for(k=0;k <256;k++){nHist[k] = 0;}//统计直方图,利用直方图计算阈值for(y=0;y <sz.cy;y++)< p="">{for(x=0;x <sz.cx;x++)< p="">{if(pGray[y*sz.cx+x]==128){nHist[pMag[y*sz.cx+x]]++;}}}nEdgeNum = nHist[0];nMaxMag = 0;//统计经过“非最大值抑制”后有多少像素for(k=1;k <256;k++){if(nHist[k] != 0){nMaxMag = k;}//梯度为0的点是不可能为边界点的//经过non-maximum suppression后有多少像素nEdgeNum += nHist[k];}//梯度比高阈值*pThrHigh 小的像素点总数目nHighCount = (int)(dRatHigh * nEdgeNum + 0.5);k=1;nEdgeNum = nHist[1];//计算高阈值while((k <(nMaxMag-1)) && (nEdgeNum < nHighCount)){k++;nEdgeNum += nHist[k];}*pThrHigh = k;//低阈值*pThrLow = (int)((*pThrHigh) * dRatLow + 0.5);}//利用函数寻找边界起点void Hysteresis(int *pMag, SIZE sz, double dRatLow, double dRatHigh, LPBYTE pResult) {LONG y,x;int nThrHigh,nThrLow;int nPos;//估计TraceEdge 函数需要的低阈值,以及Hysteresis函数使用的高阈值EstimateThreshold(pMag, sz,&nThrHigh,&nThrLow,pResult,dRatHigh,dRatLow);//寻找大于dThrHigh的点,这些点用来当作边界点,//然后用TraceEdge函数跟踪该点对应的边界for(y=0;y <sz.cy;y++)< p="">{for(x=0;x <sz.cx;x++)< p="">{nPos = y*sz.cx + x;//如果该像素是可能的边界点,并且梯度大于高阈值,//该像素作为一个边界的起点if((pResult[nPos]==128) && (pMag[nPos] >= nThrHigh)){//设置该点为边界点pResult[nPos] = 255;TraceEdge(y,x,nThrLow,pResult,pMag,sz);}}}//其他点已经不可能为边界点for(y=0;y <sz.cy;y++)< p="">{for(x=0;x <sz.cx;x++)< p="">{nPos = y*sz.cx + x;if(pResult[nPos] != 255){pResult[nPos] = 0;}}}//根据Hysteresis 执行的结果,从一个像素点开始搜索,搜索以该像素点为边界起点的一条边界的//一条边界的所有边界点,函数采用了递归算法// 从(x,y)坐标出发,进行边界点的跟踪,跟踪只考虑pResult中没有处理并且可能是边界// 点的像素(=128),像素值为0表明该点不可能是边界点,像素值为255表明该点已经是边界点void TraceEdge(int y, int x, int nThrLow, LPBYTE pResult, int *pMag, SIZE sz){//对8邻域像素进行查询int xNum[8] = {1,1,0,-1,-1,-1,0,1};int yNum[8] = {0,1,1,1,0,-1,-1,-1};LONG yy,xx,k;for(k=0;k <8;k++){yy = y+yNum[k];xx = x+xNum[k];if(pResult[yy*sz.cx+xx]==128 && pMag[yy*sz.cx+xx]>=nThrLow ){//该点设为边界点pResult[yy*sz.cx+xx] = 255;//以该点为中心再进行跟踪TraceEdge(yy,xx,nThrLow,pResult,pMag,sz);}}// Canny算子void Canny(LPBYTE pGray, SIZE sz, double sigma, double dRatLow,double dRatHigh, LPBYTE pResult){//经过高斯滤波后的图像LPBYTE pGaussSmooth;pGaussSmooth = new unsigned char[sz.cx*sz.cy];//x方向导数的指针int *pGradX;pGradX = new int[sz.cx*sz.cy];//y方向int *pGradY;pGradY = new int[sz.cx*sz.cy];//梯度的幅度int *pGradMag;pGradMag = new int[sz.cx*sz.cy];//对原图高斯滤波GaussianSmooth(sz,pGray,pGaussSmooth,sigma);//计算方向导数和梯度的幅度Grad(sz,pGaussSmooth,pGradX,pGradY,pGradMag);//应用非最大抑制NonmaxSuppress(pGradMag,pGradX,pGradY,sz,pResult);//应用Hysteresis,找到所有边界Hysteresis(pGradMag,sz,dRatLow,dRatHigh,pResult);delete[] pGradX;pGradX = NULL;delete[] pGradY;pGradY = NULL;delete[] pGradMag;pGradMag = NULL;delete[] pGaussSmooth;pGaussSmooth = NULL;}/*void CChildWnd::OnCanny(){if (! m_fOpenFile){return;}m_fDone = TRUE;RGBT oGray(szImg, aRGB, aGray, BPP);Canny(aGray,szImg,0.1,0.9,0.76,aBinImg); ShowGrayImage("l",szImg,aBinImg);} //*/</sz.cx;x++)<></sz.cy;y++)<></sz.cx;x++)<></sz.cy;y++)<></sz.cx;x++)<></sz.cy;y++)<></sz.cx-1;x++)<></sz.cy-1;y++)<></sz.cy;y++)<></sz.cx;x++)<></sz.cy-1;y++)<></sz.cx-1;x++)<></sz.cx-1;x++)<> </sz.cy-1;y++)<> </sz.cx;x++)<> </sz.cx)<></sz.cx;x++)<> </sz.cy;y++)<>。
Canny边缘检测算法的流程
Canny边缘检测算法的流程介绍边缘检测的⼀般标准包括:1) 以低的错误率检测边缘,也即意味着需要尽可能准确的捕获图像中尽可能多的边缘。
2) 检测到的边缘应精确定位在真实边缘的中⼼。
3) 图像中给定的边缘应只被标记⼀次,并且在可能的情况下,图像的噪声不应产⽣假的边缘。
在⽬前常⽤的边缘检测⽅法中,Canny边缘检测算法是具有严格定义的,可以提供良好可靠检测的⽅法之⼀。
由于它具有满⾜边缘检测的三个标准和实现过程简单的优势,成为边缘检测最流⾏的算法之⼀。
Canny边缘检测算法的处理流程Canny边缘检测算法可以分为以下5个步骤:1) 使⽤⾼斯滤波器,以平滑图像,滤除噪声。
2) 计算图像中每个像素点的梯度强度和⽅向。
3) 应⽤⾮极⼤值(Non-Maximum Suppression)抑制,以消除边缘检测带来的杂散响应。
4) 应⽤双阈值(Double-Threshold)检测来确定真实的和潜在的边缘。
5) 通过抑制孤⽴的弱边缘最终完成边缘检测。
下⾯详细介绍每⼀步的实现思路。
1 ⾼斯平滑滤波为了尽可能减少噪声对边缘检测结果的影响,所以必须滤除噪声以防⽌由噪声引起的错误检测。
为了平滑图像,使⽤⾼斯滤波器与图像进⾏卷积,该步骤将平滑图像,以减少边缘检测器上明显的噪声影响。
⼤⼩为(2k+1)x(2k+1)的⾼斯滤波器核的⽣成⽅程式由下式给出:下⾯是⼀个sigma = 1.4,尺⼨为3x3的⾼斯卷积核的例⼦(需要注意归⼀化):若图像中⼀个3x3的窗⼝为A,要滤波的像素点为e,则经过⾼斯滤波之后,像素点e的亮度值为:其中*为卷积符号,sum表⽰矩阵中所有元素相加求和。
重要的是需要理解,⾼斯卷积核⼤⼩的选择将影响Canny检测器的性能。
尺⼨越⼤,检测器对噪声的敏感度越低,但是边缘检测的定位误差也将略有增加。
⼀般5x5是⼀个⽐较不错的trade off。
2 计算梯度强度和⽅向图像中的边缘可以指向各个⽅向,因此Canny算法使⽤四个算⼦来检测图像中的⽔平、垂直和对⾓边缘。
亚像素轮廓边缘提取canny算法原理
亚像素轮廓边缘提取canny算法原理亚像素轮廓边缘提取是一种常用的图像处理算法,而Canny算法是其中一种常用的实现方法。
本文将详细介绍Canny算法的原理和步骤,并分析其在亚像素轮廓边缘提取中的应用。
Canny算法是由约翰·Canny于1986年提出的一种边缘检测算法,它被广泛应用于图像处理领域。
Canny算法的基本思想是将图像中的边缘提取出来,以便进一步的分析和处理。
与其他边缘检测算法相比,Canny算法具有较好的抗噪声能力和较高的边缘定位精度。
Canny算法的步骤如下:1. 噪声抑制:首先,Canny算法使用高斯滤波器对图像进行平滑处理,以抑制图像中的噪声。
高斯滤波器是一种线性平滑滤波器,通过对每个像素点周围的像素值进行加权平均,来减少图像中的噪声。
2. 计算梯度幅值和方向:在经过噪声抑制后,Canny算法计算图像中每个像素点的梯度幅值和方向。
梯度幅值表示像素值的变化程度,方向表示变化的方向。
通常情况下,梯度幅值越大,表示图像中的边缘越明显。
3. 非极大值抑制:Canny算法使用非极大值抑制来细化边缘。
非极大值抑制的思想是,在梯度方向上,只保留局部最大值点,而抑制其他点。
这样可以使边缘变得更加细化和准确。
4. 双阈值检测:在非极大值抑制后,Canny算法使用双阈值检测来判断哪些边缘是真正的边缘。
双阈值检测将梯度幅值分为三个范围:高阈值、低阈值和中间阈值。
只有梯度幅值大于高阈值的像素点被认为是强边缘,梯度幅值在低阈值和高阈值之间的像素点被认为是弱边缘,而梯度幅值小于低阈值的像素点被认为是背景。
在双阈值检测后,只有与强边缘相连的弱边缘才被保留下来,其他弱边缘被抑制。
5. 边缘连接:最后,Canny算法通过边缘连接来将弱边缘连接成完整的边缘。
边缘连接的思想是通过查找弱边缘与强边缘的连接关系,将它们连接成一条完整的边缘线。
在亚像素轮廓边缘提取中,Canny算法可以通过进一步的优化来提高边缘定位的精度。
基于canny算子的改进边缘检测算法
统 ,作 为 公司 、集 团层 面分 析 的 依 据 ,公 当一部分,来 自由于对计算机系统的不熟 业 信 息 化实 际 上也 是一 个 数据 库 建立 和 管
司 根 据 系统 中的业 务 资 料 ,作 为 主要 分 析
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商 贸城 物 业管理 系统 的实施 与应 用
同济大学 北京 中软 融鑫计算机 系统工程有 限公 司 安喜 军
【 摘 要 】物业管理涉及的 范围较为广泛 ,管理 内容 繁杂 ,加上政 策性变动 因素 , 日常工作 中需要耗 费大量人力和物力 ,为 了提 高物业管理公 司的管理水平提 高工 作效率 ,必须对 物业管理 的各 项工作进行规 范化管理 ,如物业 资源管理规范化 、 收费规范化、工程设备检 修保养运行记录规 范化、保 洁绿化工作规范化等 ;通 过 规 范化操作对 员工工作进行指 导,提高员工工作 效率与技 能,并且 为减少人事变 动给公 司带来损失 与降低 新员工的培训成本 ;规 范化的手段多种多样 ,如 员工 工
的依 据 , 同时 每 月对 业 务 员做 量 化考 评 。
训 ,特 别 是基 础 知识 的培 训 ,对 解 决基 层
在企 业 内部通 过成 立信 息化 建设 项 目
通 过 管理 考 评 体系 配 合 管理 软 件在 基 层 的 心理 ,同 时提 高 基层 操 作 熟练 度 都有 很 大 组 ,明确 相 关工 作 的责 权 利 ,借助 外 界 的 实 施 取得 很 好 的效 果 ,有 效 的 提 高 出租 率 好 处 。 和 收 费数 据 分 析精 密 度 。强 调 将配 套 的 制 度 和 软件 有 机 结合 起 来 。一 方 面作 为 一套 2 . 物 业 管理 系 统 的实 施原 则 I T 管 理 咨询 公 司配合 ,结合 企 业实 际业 务
基于改进Canny算法的实时边缘检测系统设计与硬件实现
基于改进Canny算法的实时边缘检测系统设计与硬件实现赵安才;周强【摘要】针对传统Canny边缘检测算法中的边缘连接是通过设定固定阈值完成的,无法自动适应外界检测环境变化的问题,在FPGA上设计实现了一种基于改进Canny算法的实时边缘检测系统.该系统利用OSTU算法(最大类间方差法)自动选取合适的双阈值,能够对摄像头模块采集的视频图像进行实时处理,提取出每一帧图像的边缘,并在显示器上显示.实验结果表明,该系统能在在外界环境发生变化时,不需要做出调整,仍然能够很好的检测到图像的边缘.%In traditional Canny edge detection algorithm,the edge connection is completed by a fixed threshold,which cannot automatically adapt to changes in the external detection environment.So a realtime edge detection system based on improved Canny algorithm is designed and implemented on the FPGA,in which the OSTU algorithm (maximum interclass variance method) is used to automatically select the appropriate double threshold.The system can process the video images collected by the camera module in real-time,get the edge of every frame and then display it in monitor.The experiment result show that when the external environment changes,the system can still detect the edge of images very well without adjustment.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2018(026)007【总页数】5页(P189-193)【关键词】Canny;FPGA;OSTU;自适应【作者】赵安才;周强【作者单位】北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京100191;北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京100191【正文语种】中文【中图分类】TP391图像的边缘通俗讲是指图像中前景与背景之间的分割界线,这些分割界线是由一系列的像素点构成的,且其有一个共同点,即其领域内的颜色灰度存在阶跃变化。
Canny边缘检测基本原理
2 Canny边缘检测基本原理Canny边缘检测器是高斯函数的一阶导数,是对信噪比与定位之乘积的最优化逼近算子[1]。
Canny认为好的边缘检测具有3个特点:(1)低概率的错标非边缘点和低概率不标真实边缘点;(2)检测出来的边缘点应该尽可能的靠近真实边缘中心;(3)边缘响应是单值的。
设表示两维高斯函数,表示图像;Canny边缘检测算子为式中:是边缘曲线的法向量,由于事先不知道边缘的方向,所以取。
那么边缘点是方程的解,即然后通过双阈值去掉伪边缘,Canny算子检测到的是边缘点是高斯函数平滑后的图像拐点。
Canny算法的实现步骤:Step1:用高斯滤波器平滑图像,去除图像噪声。
一般选择方差为1.4的高斯函数模板和图像进行卷积运算。
Step2:用一阶偏导的有限差分来计算梯度的幅值和方向。
使用的梯度算子计算x和y方向的偏导数和,方向角,梯度幅值。
Step3:对梯度幅值应用非极大值抑制。
幅值M越大,其对应的图像梯度值也越大,但这还不足以确定边缘,因为这里仅把图像快速变化的问题转化成求幅值局部最大值问题,为确定边缘,必须细化幅值图像中的屋脊带,只保留幅值局部变化最大的点,生成细化的边缘。
Step4:用双阈值算法检测并且连接边缘。
双阈值法使Canny算子提取的边缘点更具有鲁棒性,高低阈值分别表示为Hth和Lth,对于高阈值Hth的选折,基于计算出的图像梯度值对应的直方图进行选取。
在一幅图像中,非边缘点数目在总图像像素点数目中占的比例表示为Hratio,根据图像梯度值对应的直方图累加,累加数目达到总像素数目的Hratio时,对应的图像梯度值设置为Hth,在文中设定Hratio为0.7。
低阈值Lth的选择通过Lth=Lratio*Hth得到,文中Lratio设定为0.4。
最后通过对边缘点的标记和领域关系进行连接得到最后的边缘检测图。
3亚像素级Zernike矩算子精确定位边缘Zernike矩算子的基本思想是通过计算每个像素点的4个参数来判断该点是否为边缘点。
opencv边缘检测算法c语言
边缘检测是计算机视觉和图像处理中的常见任务之一,用于检测图像中物体的边界或轮廓。
OpenCV(Open Source Computer Vision Library)提供了多种边缘检测算法,其中包括基于C 语言的实现。
在这里,我将介绍几种常见的OpenCV边缘检测算法的C语言实现。
### 1. Sobel算子边缘检测:Sobel算子是一种常见的边缘检测算子,它使用卷积操作对图像进行处理。
以下是使用OpenCV进行Sobel算子边缘检测的C语言示例:```c#include <opencv2/opencv.hpp>#include <opencv2/highgui/highgui_c.h>int main() {// 读取图像IplImage* image = cvLoadImage("your_image.jpg", CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE);// 定义输出图像IplImage* edges = cvCreateImage(cvGetSize(image), IPL_DEPTH_8U, 1);// 使用Sobel算子进行边缘检测cvSobel(image, edges, 1, 0, 3); // 1表示对x方向求导数,0表示对y方向求导数,3表示Sobel核大小// 显示原始图像和边缘检测结果cvNamedWindow("Original Image", CV_WINDOW_AUTOSIZE);cvNamedWindow("Sobel Edges", CV_WINDOW_AUTOSIZE);cvShowImage("Original Image", image);cvShowImage("Sobel Edges", edges);cvWaitKey(0);// 释放内存cvReleaseImage(&image);cvReleaseImage(&edges);cvDestroyAllWindows();return 0;}```### 2. Canny边缘检测:Canny边缘检测是一种多阶段的边缘检测算法,包括高斯滤波、梯度计算、非极大值抑制和双阈值边缘跟踪。
Canny边缘检测及轮廓提取
摘要.................................................................................... Abstract . (I)1 绪论 02 设计内容与OpenCV简介 (1)2.1 设计任务内容 (1)2.2 OpenCV简介 (1)3 理论分析 (2)3.1 边缘检测 (2)3.1.1 图像的边缘 (2)3.1.2 边缘检测的基本步骤 (2)3.2 轮廓提取 (3)4 边缘检测的算法比较 (4)4.1 Reborts算子 (4)4.2 Sobel算子 (4)4.3 Prewitt 算子 (5)4.4 Kirsch 算子 (6)4.5 LOG算子 (6)4.6 Canny算子 (7)5 实验仿真 (8)5.1算法设计 (8)5.2 实验结果 (8)6 分析与总结 (9)参考文献 (10)附录 (11)边缘检测是图像处理和计算机视觉中的基本问题,它的目的是标识出数字图像中亮度变化明显的点。
图像经过边沿检测处理之后,不仅大幅度地减少了数据量,并且剔除了可以认为不相关的信息,保留了图像重要的结构属性。
事实上,边缘存在于图像的不规则结构和不平稳现象中,也即存在于信号的突变点处,这些点给出了图像轮廓的位置。
这些轮廓常常是我们在图像边缘检测时,所需要的非常重要的一些特征条件,这就需要我们对一幅图像检测并提取出它的边缘。
可用于图像边缘检测和轮廓提取的方法有很多,其中包括有常见的Robert边缘算子、Prewitt 边缘算子、Sobel边缘算子等等。
本文首先将会从数字图像处理的角度,对几种边缘检测算法进行详细的分析,然后会并选择其中一种边缘检测算法进行实验。
考虑到以后进一步的学习,本文将会使用openCV对算法进行实现。
最后,本文将会把实验获得的实际效果,与理论分析的结果进行比对,并以此对本次实验进行总结。
关键字:边缘检测轮廓提取图像处理openCVAbstractEdge detection is the basic problem in image processing and computer vision, its purpose is to identify the digital image brightness changes in the obvious points.Image after edge detection processing, not only greatly reduces the amount of data, and eliminated can think irrelevant information, keep the structure of the image important attribute.Edge of image, in fact, exist in the image of the irregular structure and unstable phenomenon, which exists in the abrupt change point of the signal, the point the location of the image contour is presented.These contours are often in image edge detection, we need some important characteristics of the condition, this needs us to the edge of an image detection and extract it.There are so many method can be used in image edge detection and contour extraction, including common Robert edge operator, Prewitt edge operator, Sobel edge operator and so on.At first, this paper will, from the perspective of digital image processing and analysis of several kinds of edge detection algorithms in detail, and then select one of the edge detection algorithm for experiments.After considering the further study, this paper implemented the algorithm will use openCV.Finally, this article will obtain the actual effect of the experiment, and compares the results of theoretical analysis, and then to summarize this experiment. Keywords: Edge detection Contour extraction Image processing openCV。
canny边缘检测C++手动实现
canny边缘检测C++⼿动实现边缘检测的⼀般步骤:第⼀步:滤波边缘检测的算法主要是基于图像强度的⼀阶和⼆阶导数,但导数通常对噪声很敏感,因此必须采⽤滤波器来改善与噪声有关的边缘检测器的性能。
常见的滤波⽅法主要有⾼斯滤波,即采⽤离散化的⾼斯函数产⽣⼀组归⼀化的⾼斯核,然后基于⾼斯核函数对图像灰度矩阵的每⼀点进⾏加权求和。
第⼆步:增强增强边缘的基础是确定图像各个点邻域强度的变化值。
增强算法可以将图像灰度点邻域强度值有显著变化的点凸显出来。
在具体编程实现时,可通过计算梯度幅值来确定。
第三步:检测经过增强的图像,往往邻域中有很多点的梯度值⽐较⼤,⽽在特定的应⽤中,这些点并不是要找的边缘点,所以应该采⽤某种⽅法来对这些点进⾏取舍。
实际⼯程中,常⽤的⽅法是通过阈值化⽅法来检测。
实现步骤:(1)⾼斯模糊(2)边缘梯度(3)综合梯度(4)依据梯度⽅向做⾮极⼤值抑制(5)使⽤上下阈值检测边缘(6)连接边缘canny.cpp#include "iostream"#include "opencv2/opencv.hpp"#include "imgproc.h"#include "characterproc.h"using namespace cv;using namespace std;int main(){//1,读取图像String img_path = "/home/whf/PycharmProjects/Tool/data/motion_data/trafficcone_src/10.jpg";Mat img_src = imread(img_path);Mat img_gray = Mat(img_src.rows,img_src.cols,CV_8UC1,Scalar(0));//1.1 灰度变换img_gray = rgb2gray(img_src,"eyeperception");//2,⾼斯模糊Mat img_gauss = gaussproc(img_gray);//3,求梯度Mat xy_grad = Mat(img_src.rows,img_src.cols,CV_8UC1,Scalar(0));Mat th_gra = Mat(img_src.rows,img_src.cols, CV_8UC1, Scalar(0));xy_grad = xy_gradient(img_gauss);//imshow("th_gra",th_gra);//4,梯度的⾮极⼤值抑制Mat img_nms = Mat(img_src.rows,img_src.cols,CV_8UC1,Scalar(0));img_nms = grad_nms(xy_grad);//5,使⽤上下阈值检测边缘Mat img_thresh = Mat(img_src.rows,img_src.cols,CV_8UC1,Scalar(0));img_thresh = double_thresh(img_nms, 60, 100);imshow("img_thresh",img_thresh);//6,抑制独⽴的弱边缘Mat img_link = Mat(img_src.rows,img_src.cols,CV_8UC1,Scalar(0));img_link = link_eage(img_thresh);imshow("img_link",img_link);waitKey(0);return0;}imgproc.cpp#include "imgproc.h"#include "characterproc.h"#include "gauss.h"#include "assert.h"using namespace cv;Mat rgb2gray(Mat rgb_img, string type){Mat img_src = rgb_img.clone();int cols = rgb_img.cols;int rows = rgb_img.rows;Mat img = Mat(rows, cols, CV_8UC1, Scalar(0));if(stringisequal(type, "eyeperception")){for(int i = 0; i<rows; i++){for(int j = 0; j<cols; j++){Vec3b pix = img_src.at<Vec3b>(i,j);img.at<uchar>(i,j) = (pix[0]*0.114 + pix[1]*0.55 + pix[2]*0.34);}}return img;}if(stringisequal(type, "avg")){for(int i = 0; i<cols; i++){for(int j = 0; j<rows; j++){Vec3b pix = rgb_img.at<Vec3b>(i,j);img.at<uchar>(i,j) = (pix[0] + pix[1] + pix[2])/3;}}return img;}}Mat gaussproc(Mat img){int c = img.channels();assert(c == 1);Mat img_src = img.clone();int cols = img_src.cols;int rows = img_src.rows;Mat img_gauss(rows, cols, CV_8UC1, Scalar(0));float **ker = gauss_kernel(3, 0.01);//paddingMat img_pad = Mat(rows+2, cols+2, CV_8UC1, Scalar(0));img_src.copyTo(img_pad(Rect(1,1,cols,rows)));for(int i=0; i < rows; i++){for(int j=0;j<cols;j++){img_gauss.at<uchar>(i,j) = ker[0][0]*img_pad.at<uchar>(i-1,j-1) + ker[0][1]*img_pad.at<uchar>(i-1,j) + ker[0][2]*img_pad.at<uchar>(i-1,j+1) + ker[1][0]*img_pad.at<uchar>(i,j-1) + ker[1][1]*img_pad.at<uchar>(i,j) + ker[1][2]*img_pad.at<uchar>(i,j+1)+ ker[2][0]*img_pad.at<uchar>(i+1,j+1) + ker[2][1]*img_pad.at<uchar>(i+1,j) + ker[2][2]*img_pad.at<uchar>(i+1,j+1);}}delete_kernel(ker,3);return img_gauss;}Mat x_gradient(Mat img){Mat img_src = img.clone();int cols = img_src.cols;int rows = img_src.rows;Mat x_gra = Mat(rows, cols, CV_8UC1, Scalar(0));for(int i = 0; i < rows-1; i++){for (int j = 0; j < cols-1; j++){x_gra.at<uchar>(i,j) = abs(img_src.at<uchar>(i,j) -img_src.at<uchar>(i+1,j) + img_src.at<uchar>(i,j+1) -img_src.at<uchar>(i+1,j+1) )/2;}}return x_gra;}Mat y_gradient(Mat img){Mat img_src = img.clone();int cols = img_src.cols;int rows = img_src.rows;Mat y_gra = Mat(rows, cols, CV_8UC1, Scalar(0));for(int i = 0; i < rows-1; i++){for (int j = 0; j < cols-1; j++){y_gra.at<uchar>(i,j) = abs(img_src.at<uchar>(i,j) - img_src.at<uchar>(i,j+1) + img_src.at<uchar>(i+1,j) - img_src.at<uchar>(i+1,j+1));}}return y_gra;}Mat xy_gradient(Mat img){Mat img_src = img.clone();int cols = img_src.cols;int rows = img_src.rows;Mat x_gra = x_gradient(img_src);Mat y_gra = y_gradient(img_src);Mat xy_gra = Mat(rows, cols, CV_8UC1, Scalar(0));for(int i = 0; i < rows-1; i++){for (int j = 0; j < cols-1; j++){//if(y_gra.at<uchar>(i,j)==0) y_gra.at<uchar>(i,j)=1;//th_gra = atan(abs(x_gra.at<uchar>(i,j))/abs(y_gra.at<uchar>(i,j)))*57.3 + 90;xy_gra.at<uchar>(i,j) = sqrt( (x_gra.at<uchar>(i,j) * x_gra.at<uchar>(i,j)) + (y_gra.at<uchar>(i,j) * y_gra.at<uchar>(i,j)) );if (xy_gra.at<uchar>(i,j)>255) xy_gra.at<uchar>(i,j)=255;//if (xy_gra.at<uchar>(i,j)<200) xy_gra.at<uchar>(i,j)=0;}}return xy_gra;}Mat grad_nms(Mat img){Mat img_src = img.clone();int cols = img_src.cols;int rows = img_src.rows;Mat gra_nms = Mat(rows, cols, CV_8UC1, Scalar(0));for (int i = 1; i < rows-1; i++){for(int j = 1; j<cols-1; j++){int val00 = img_src.at<uchar>(i-1,j-1);int val01 = img_src.at<uchar>(i-1,j);int val02 = img_src.at<uchar>(i-1,j + 1);int val10 = img_src.at<uchar>(i,j-1);int val11 = img_src.at<uchar>(i,j);int val12 = img_src.at<uchar>(i,j + 1);int val20 = img_src.at<uchar>(i+1,j-1);int val21 = img_src.at<uchar>(i+1,j);int val22 = img_src.at<uchar>(i+1,j + 1);if(val11<val00 | val11<val01 | val11 < val02 | val11 < val10 | val11<val12 | val11<val21 | val11<val22 | val11 < val20) img_src.at<uchar>(i,j)=0; }}return img_src;}Mat double_thresh(Mat img, int minthresh, int maxthresh){Mat img_src = img.clone();int cols = img_src.cols;int rows = img_src.rows;for (int i = 1; i < rows; i++){for(int j = 1; j<cols; j++){if(img_src.at<uchar>(i,j) > maxthresh) img_src.at<uchar>(i,j) = 255;if(img_src.at<uchar>(i,j) < minthresh) img_src.at<uchar>(i,j) = 0;}}return img_src;}Mat link_eage(Mat img){Mat img_src = img.clone();int cols = img_src.cols;int rows = img_src.rows;Mat img_l = Mat(rows, cols, CV_8UC1, Scalar(0));for(int i = 1; i < rows-1; i++){for(int j = 1; j < cols-1; j++){if((img_src.at<uchar>(i-1,j-1) == 255) | (img_src.at<uchar>(i-1,j) == 255) | (img_src.at<uchar>(i-1, j+1) == 255)| (img_src.at<uchar>(i, j-1) == 255) | (img_src.at<uchar>(i, j+1) == 255)| (img_src.at<uchar>(i+1, j-1) == 255) | (img_src.at<uchar>(i+1,j) == 255) | (img_src.at<uchar>(i+1,j+1) == 255)) {img_l.at<uchar>(i,j) = 255;}else{img_l.at<uchar>(i,j) = img_src.at<uchar>(i,j);}}}return img_l;}imgproc.h#include "opencv2/opencv.hpp"#include "math.h"using namespace cv;using namespace std;Mat rgb2gray(Mat rgb_img, string type);Mat gaussproc(Mat img);Mat x_gradient(Mat img);Mat y_gradient(Mat img);Mat xy_gradient(Mat img);Mat grad_nms(Mat img);Mat double_thresh(Mat img, int minthresh, int maxthresh);Mat link_eage(Mat img);gauss.cpp#include <gauss.h>#include <math.h>#define pi 3.1415926using namespace std;float** gauss_kernel(int k, float sigm){//printf("k: %d, sigm: %f\n",k,sigm);float **M;float sum = 0;M = new float *[k];for(int i = 0; i < k; i++){M[i] = new float[k];}for(int i = -(k-1)/2; i < (k-1)/2+1; i++){for(int j = -(k-1)/2; j < (k-1)/2+1; j++){float f1 = 1./(2*pi*pow(sigm, 2));float f2 = -(pow(i,2)+pow(j,2));float f3 = f2/(2*pow(sigm, 2));M[i+(k-1)/2][j+(k-1)/2] = f1*exp(f3);sum = sum+M[i+(k-1)/2][j+(k-1)/2];//printf("%f\t",M[i+(k-1)/2][j+(k-1)/2]);}//printf("\n");}//归⼀化for(int i = 0; i < k; i++){for(int j = 0; j < k; j++){M[i][j] = M[i][j]/sum;}}return M;}void delete_kernel(float** M,int k){for(int i = 0; i < k; i++){delete[] M[i];M[i] = nullptr;}delete[] M;M = nullptr;}gauss.h#include "iostream"float** gauss_kernel(int k, float sigm); void delete_kernel(float** M,int k); characterproc.cpp#include "characterproc.h"bool stringisequal(string A, string B) {int lenA = A.length();int lenB = B.length();if(lenA!=lenB) return false;for(int i = 0; i<lenA; i++){if(A[i]!=B[i]) return false;}return true;}characterproc.h#include "iostream"using namespace std;bool stringisequal(string A, string B);。
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1.int nWidth = OpenCvGrayImage->width; //获取图像的像素宽度
2.int nHeight = OpenCvGrayImage->height; //获取图像的像素高度
5.double* nData = new double[nWidth*nHeight]; //两次平滑的中间数据
6.for(int j=0; j<nHeight; j++) //获取数据
1.double nSigma = 0.4; //定义高斯函数的标准差
2.int nWidowSize = 1+2*ceil(3*nSigma); //定义滤波窗口的大小
3.int nCenter = (nWidowSize)/2; //定义滤波窗口中心的索引
3.double dSum_1 = 0.0; //求和,用于进行归一化
4.////////////////////////一维高斯函数公式//////////////////////////////
5.//// x*x /////////////////
3.unsigned char* nImageData = new unsigned char[nWidth*nHeight]; //暂时保存图像中的数据
4.unsigned char*pCanny = new unsigned char[nWidth*nHeight]; //为平滑后的图像数据分配内存
6.//// -1*---------------- /////////////////
7.//// 1 2*Sigma*Sigma /////////////////
10.//// \/2*pi*Sigma /////////////////
11.//////////////////////////////////////////////////////////////////////
16. dSum_1 += pdKernal_1[i];
17.}
18.for(i=0; i<nWidowSize; i++)
19.{
20. pdKernal_1[i] /= dSum_1; //进行归一化
21.}
23.cvNamedWindow("GrayImage",CV_WINDOW_AUTOSIZE);
24.cvShowImage("GrayImage",OpenCvGrayImage); //显示灰度图
25.cvWaitKey(0);
26.cvDestroyWindow("GrayImage");
2.IplImage* OpenCvGrayImage; //定义变换后的灰度图指针
3.unsigned char* ptr; //指向图像的数据首地址
4.if (ColorImage == NULL)
double nSigma = 0.4; //定义高斯函数的标准差 int nWidowSize = 1+2*ceil(3*nSigma); //定义滤波窗口的大小 int nCenter = (nWidowSize)/2; //定义滤波窗口中心的索引
两种方法都需要用到的变量:
1.2 图像的高斯滤波
根据上面所讲的边缘检测过程,下一个步骤就是对图像进行高斯滤波。可根据之前博文描述的方法获取一维或者二维的高斯滤波核。因此进行图像高斯滤波可有两种实现方式,以下具体进行介绍。
首先定义该部分的通用变量:
[cpp] view plaincopyprint?
8.//// ------------ e /////////////////
9.//// /////////////////
1 Canny算法的实现流程
1.1 图像读取和灰度化
编程时采用上文所描述的第二种方法来实现图像的灰度化。其中ptr数组中保存的灰度化后的图像数据。具体的灰度化后的效果如图3所示。
[cpp] view plaincopyprint?
1.IplImage* ColorImage = cvLoadImage( "12.jpg", -1 ); //读入图像,获取彩图指针
14. {
15. data1 = (BYTE)ColorImage->imageData[j*ColorImage->widthStep + i*3]; //B分量
16. data2 = (BYTE)ColorImage->imageData[j*ColorImage->widthStep + i*3 + 1]; //G分量
7.{ 8. for(i=0; i<nWidth; i++)
9. nImageData[j*nWidth+i] = (unsigned char)OpenCvGrayImage->imageData[j*nWidth+i];
10.}
int nWidth = OpenCvGrayImage->width; //获取图像的像素宽度 int nHeight = OpenCvGrayImage->height; //获取图像的像素高度 unsigned char* nImageData = new unsigned char[nWidth*nHeight]; //暂时保存图像中的数据 unsigned char*pCanny = new unsigned char[nWidth*nHeight]; //为平滑后的图像数据分配内存 double* nData = new double[nWidth*nHeight]; //两次平滑的中间数据 for(int j=0; j<nHeight; j++) //获取数据 { for(i=0; i<nWidth; i++) nImageData[j*nWidth+i] = (unsigned char)OpenCvGrayImage->imageData[j*nWidth+i]; }
12.for(int i=0; i<nWidowSize; i++)
13.{
14. double nDis = (double)(i-nCenter);
15. pdKernal_1[i] = exp(-(0.5)*nDis*nDis/(nSigma*nSigma))/(sqrt(2*3.14159)*nSigma);
17. data3 = (BYTE)ColorImage->imageData[j*ColorImage->widthStep + i*3 + 2]; //R分量
18. ptr[j*ColorImage->width+x]=(BYTE)(0.072169*data1 + 0.715160*data2 + 0.212671*data3);
//////////////////////生成一维高斯滤波系数///////////////////////////// double* pdKernal_1 = new double[nWidowSize]; //定义一维高斯核数组 double dSum_1 = 0.0; //求和,用于进行归一化 ////////////////////////一维高斯函数公式////////////////////////////// //// x*x ///////////////// //// -1*---------------- ///////////////// //// 1 2*Sigma*Sigma ///////////////// //// ------------ e ///////////////// //// ///////////////// //// \/2*pi*Sigma ///////////////// ////////////////////////////////////////////////////////////////////// for(int i=0; i<nWidowSize; i++) { double nDis = (double)(i-nCenter); pdKernal_1[i] = exp(-(0.5)*nDis*nDis/(nSigma*nSigma))/(sqrt(2*3.14159)*nSigma); dSum_1 += pdKernal_1[i]; } for(i=0; i<nWidowSize; i++) { pdKernal_1[i] /= dSum_1; //进行归一化 }
19. }
20.}
21.OpenCvGrayImage=cvCreateImageHeader(cvGetSize(ColorIห้องสมุดไป่ตู้age), ColorImage->depth, 1);
22.cvSetData(GrayImage,ptr, GrayImage->widthStep); //根据数据生成灰度图
10.ptr = new unsigned char[i];
11.for(intj=0; j<ColorImage->height; j++) //对RGB加权平均,权值参考OpenCV
12.{
13. for(intx=0; x<ColorImage->width; x++)