Python如何使用cv2.canny进行图像边缘检测

 

使用cv2.canny进行图像边缘检测

CV2提供了提取图像边缘的函数canny。

其算法思想如下:

  • 1.使用高斯模糊,去除噪音点(cv2.GaussianBlur)
  • 2.灰度转换(cv2.cvtColor)
  • 3.使用sobel算子,计算出每个点的梯度大小和梯度方向
  • 4.使用非极大值抑制(只有最大的保留),消除边缘检测带来的杂散效应
  • 5.应用双阈值,来确定真实和潜在的边缘
  • 6.通过抑制弱边缘来完成最终的边缘检测

Canny函数的定义如下:

edge = cv2.Canny(image, threshold1, threshold2[, edges[, apertureSize[, L2gradient ]]]) 

参数含义如下:

  • image:要检测的图像
  • threshold1:阈值1(最小值)
  • threshold2:阈值2(最大值),使用此参数进行明显的边缘检测
  • edges:图像边缘信息
  • apertureSize:sobel算子(卷积核)大小
  • L2gradient :布尔值。
  • True:使用更精确的L2范数进行计算(即两个方向的导数的平方和再开方)
  • False:使用L1范数(直接将两个方向导数的绝对值相加)

L2gradie=True使用的公式

其中较大的阈值2用于检测图像中明显的边缘,但一般情况下检测的效果不会那么完美,边缘检测出来是断断续续的。所以这时候用较小的第一个阈值用于将这些间断的边缘连接起来。

阈值对检测结果的影响

import cv2
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

img = cv2.imread('d:\\girl.png')
edges = cv2.Canny(img,100,200,apertureSize=3)
edges2 = cv2.Canny(img,100,200,apertureSize=5)
plt.subplot(131),plt.imshow(img,cmap = 'gray')
plt.title('Original Image'), plt.xticks([]), plt.yticks([])
plt.subplot(132),plt.imshow(edges,cmap = 'gray')
plt.title('Edge Image1'), plt.xticks([]), plt.yticks([])
plt.subplot(133),plt.imshow(edges2,cmap = 'gray')
plt.title('Edge Image2'), plt.xticks([]), plt.yticks([])
plt.show()

可以看到,在调整threshold1之后,检测出的边缘增多了。

sobel算子对检测结果的影响

sobel默认的算子大小是3,扩大算子,会获得更多的细节,但是也更能提取图像了。

import cv2
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

img = cv2.imread('d:\\girl.png')
edges = cv2.Canny(img,100,200,apertureSize=3)
edges2 = cv2.Canny(img,100,200,apertureSize=5)
plt.subplot(131),plt.imshow(img,cmap = 'gray')
plt.title('Original Image'), plt.xticks([]), plt.yticks([])
plt.subplot(132),plt.imshow(edges,cmap = 'gray')
plt.title('Edge Image1'), plt.xticks([]), plt.yticks([])
plt.subplot(133),plt.imshow(edges2,cmap = 'gray')
plt.title('Edge Image2'), plt.xticks([]), plt.yticks([])
plt.show()

范数对检测结果的影响

L2gradient=True时,检测出的边缘减少了。

import cv2
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

img = cv2.imread('d:\\girl.png')
edges = cv2.Canny(img,100,200,L2gradient=False)
edges2 = cv2.Canny(img,100,200,L2gradient=True)
plt.subplot(131),plt.imshow(img,cmap = 'gray')
plt.title('Original Image'), plt.xticks([]), plt.yticks([])
plt.subplot(132),plt.imshow(edges,cmap = 'gray')
plt.title('Edge Image1'), plt.xticks([]), plt.yticks([])
plt.subplot(133),plt.imshow(edges2,cmap = 'gray')
plt.title('Edge Image2'), plt.xticks([]), plt.yticks([])
plt.show()

 

总结

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持编程宝库

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