【OpenCV】Canny边缘检测

理论

Canny 边缘检测是一种流行的边缘检测算法。它是由 John F. Canny 在 1986 年提出。

  1. 这是一个多阶段算法,我们将介绍算法的每一个步骤。

  2. 降噪

    由于边缘检测易受图像中的噪声影响,因此第一步是使用 5x5 高斯滤波器去除图像中的噪声。我们在前面的章节中已经介绍到了这一点。

  3. 寻找图像的强度梯度

    然后在水平和垂直方向上用 Sobel 内核对平滑后的图像进行滤波,以获得水平方向(​编辑)和垂直方向(​编辑)的一阶导数。从这两个图像中,我们可以找到每个像素的边缘梯度和方向

    渐变方向始终垂直于边缘。它被四舍五入到表示垂直,水平和两个对角线方向的四个角度中的一个。

  4. 非最大抑制

    在获得梯度幅度和方向之后,完成图像的全扫描以去除可能不构成边缘的任何不需要的像素。为此,在每个像素处,检查像素是否是其在梯度方向上的邻域中的局部最大值。检查下图:

    A 点位于边缘(垂直方向)。渐变方向与边缘垂直。 B 点和 C 点处于梯度方向。因此,用点 B 和 C 检查点 A,看它是否形成局部最大值。如果是这样,则考虑下一阶段,否则,它被抑制(归零)。

    简而言之,您得到的结果是具有"细边"的二进制图像。

  5. 滞后阈值

    这个阶段决定哪些边缘都是边缘,哪些边缘不是边缘。为此,我们需要两个阈值,minVal 和 maxVal。强度梯度大于 maxVal 的任何边缘肯定是边缘,而 minVal 以下的边缘肯定是非边缘,因此被丢弃。位于这两个阈值之间的人是基于其连通性的分类边缘或非边缘。如果它们连接到"可靠边缘"像素,则它们被视为边缘的一部分。否则,他们也被丢弃。见下图:

    边缘 A 高于 maxVal,因此被视为"确定边缘"。虽然边 C 低于 maxVal,但它连接到边 A,因此也被视为有效边,我们得到完整的曲线。但是边缘 B 虽然高于 minVal 并且与边缘 C 的区域相同,但它没有连接到任何"可靠边缘",因此被丢弃。因此,我们必须相应地选择 minVal 和 maxVal 才能获得正确的结果。

    在假设边是长线的情况下,该阶段也消除了小像素噪声。

所以我们最终得到的是图像中的强边缘。

OpenCV 中的 Canny 边缘检测

OpenCV 将以上所有内容放在单个函数中, cv.Canny() 。我们将看到如何使用它。第一个参数是我们的输入图像。第二个和第三个参数分别是我们的 minVal 和 maxVal。第三个参数是 aperture_size。它是用于查找图像渐变的 Sobel 内核的大小。默认情况下,它是 3.最后一个参数是 L2gradient,它指定用于查找梯度幅度的等式。

复制代码
import numpy as np
import cv2 as cv
from matplotlib import pyplot as plt
img = cv.imread('messi5.jpg',0)
edges = cv.Canny(img,100,200)
plt.subplot(121),plt.imshow(img,cmap = 'gray')
plt.title('Original Image'), plt.xticks([]), plt.yticks([])
plt.subplot(122),plt.imshow(edges,cmap = 'gray')
plt.title('Edge Image'), plt.xticks([]), plt.yticks([])
plt.show()

结果如图所示:

apachecn.github.io/opencv-doc-zh/#/

相关推荐
阿坡RPA3 小时前
手搓MCP客户端&服务端:从零到实战极速了解MCP是什么?
人工智能·aigc
用户27784491049933 小时前
借助DeepSeek智能生成测试用例:从提示词到Excel表格的全流程实践
人工智能·python
机器之心3 小时前
刚刚,DeepSeek公布推理时Scaling新论文,R2要来了?
人工智能
算AI5 小时前
人工智能+牙科:临床应用中的几个问题
人工智能·算法
凯子坚持 c6 小时前
基于飞桨框架3.0本地DeepSeek-R1蒸馏版部署实战
人工智能·paddlepaddle
你觉得2056 小时前
哈尔滨工业大学DeepSeek公开课:探索大模型原理、技术与应用从GPT到DeepSeek|附视频与讲义下载方法
大数据·人工智能·python·gpt·学习·机器学习·aigc
8K超高清7 小时前
中国8K摄像机:科技赋能文化传承新图景
大数据·人工智能·科技·物联网·智能硬件
hyshhhh7 小时前
【算法岗面试题】深度学习中如何防止过拟合?
网络·人工智能·深度学习·神经网络·算法·计算机视觉
薛定谔的猫-菜鸟程序员7 小时前
零基础玩转深度神经网络大模型:从Hello World到AI炼金术-详解版(含:Conda 全面使用指南)
人工智能·神经网络·dnn
币之互联万物7 小时前
2025 AI智能数字农业研讨会在苏州启幕,科技助农与数据兴业成焦点
人工智能·科技