当前位置: 首页 > news >正文

Canny算法原理和应用

Canny算法的原理

  • 使用高斯滤波器滤波

  • 使用 Sobel 滤波器滤波获得在 x 和 y 方向上的输出,在此基础上求出梯度的强度和梯度的角度

edge为边缘强度,tan为梯度方向

上图表示的是中心点的梯度向量、方位角以及边缘方向(任一点的边缘与梯度向量正交)
  • 对梯度角度进行量化处理

划重点:是沿着梯度方向对幅值进行非极大值抑制,而非边缘方向,这里初学者容易弄混。

例如:3*3区域内,边缘可以划分为垂直、水平、45°、135°4个方向,同样,梯度反向也为四个方向(与边缘方向正交)。因此为了进行非极大值,将所有可能的方向量化为4个方向,如下图:

量化后的情况可以总结为:

  • 根据梯度角度对边缘强度进行非极大值抑制(Non-maximum suppression),使图像边缘变得更细

非极大值抑制算法:0°时取(x,y)、(x+1,y)、(x-1,y) 中的最大值,其它角度类似

  • 使用滞后阈值对图像进行二值化处理,优化图像显示效果

  1. 选取系数TH和TL,比率为2:1或3:1。(一般取TH=0.3或0.2,TL=0.1);

b. 将小于低阈值的点抛弃,赋0;将大于高阈值的点立即标记(这些点为确定边缘点),赋1或255;

c. 将小于高阈值,大于低阈值的点使用8连通区域确定(即:只有与TH像素连接时才会被接受,成为边缘点,赋 1或255)

python算法实现

import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as pltdef Canny(img):# Gray scaledef BGR2GRAY(img):b = img[:, :, 0].copy()g = img[:, :, 1].copy()r = img[:, :, 2].copy()# Gray scaleout = 0.2126 * r + 0.7152 * g + 0.0722 * bout = out.astype(np.uint8)return out# Gaussian filter for grayscaledef gaussian_filter(img, K_size=3, sigma=1.4):if len(img.shape) == 3:H, W, C = img.shapegray = Falseelse:img = np.expand_dims(img, axis=-1)H, W, C = img.shapegray = True## Zero paddingpad = K_size // 2out = np.zeros([H + pad * 2, W + pad * 2, C], dtype=np.float)out[pad : pad + H, pad : pad + W] = img.copy().astype(np.float)## prepare KernelK = np.zeros((K_size, K_size), dtype=np.float)for x in range(-pad, -pad + K_size):for y in range(-pad, -pad + K_size):K[y + pad, x + pad] = np.exp( - (x ** 2 + y ** 2) / (2 * sigma * sigma))#K /= (sigma * np.sqrt(2 * np.pi))K /= (2 * np.pi * sigma * sigma)K /= K.sum()tmp = out.copy()# filteringfor y in range(H):for x in range(W):for c in range(C):out[pad + y, pad + x, c] = np.sum(K * tmp[y : y + K_size, x : x + K_size, c])out = np.clip(out, 0, 255)out = out[pad : pad + H, pad : pad + W]out = out.astype(np.uint8)if gray:out = out[..., 0]return out# sobel filterdef sobel_filter(img, K_size=3):if len(img.shape) == 3:H, W, C = img.shapeelse:H, W = img.shape# Zero paddingpad = K_size // 2out = 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_v = out.copy()out_h = out.copy()## Sobel verticalKv = [[1., 2., 1.],[0., 0., 0.], [-1., -2., -1.]]## Sobel horizontalKh = [[1., 0., -1.],[2., 0., -2.],[1., 0., -1.]]# filteringfor y in range(H):for x in range(W):out_v[pad + y, pad + x] = np.sum(Kv * (tmp[y : y + K_size, x : x + K_size]))out_h[pad + y, pad + x] = np.sum(Kh * (tmp[y : y + K_size, x : x + K_size]))out_v = np.clip(out_v, 0, 255)out_h = np.clip(out_h, 0, 255)out_v = out_v[pad : pad + H, pad : pad + W]out_v = out_v.astype(np.uint8)out_h = out_h[pad : pad + H, pad : pad + W]out_h = out_h.astype(np.uint8)return out_v, out_h# get edge strength and edge angledef get_edge_angle(fx, fy):# get edge strengthedge = np.sqrt(np.power(fx.astype(np.float32), 2) + np.power(fy.astype(np.float32), 2))edge = np.clip(edge, 0, 255)# make sure the denominator is not 0fx = np.maximum(fx, 1e-10)#fx[np.abs(fx) <= 1e-5] = 1e-5# get edge angleangle = np.arctan(fy / fx)return edge, angle# 将角度量化为0°、45°、90°、135°def angle_quantization(angle):angle = angle / np.pi * 180angle[angle < -22.5] = 180 + angle[angle < -22.5]_angle = np.zeros_like(angle, dtype=np.uint8)_angle[np.where((angle <= 22.5) | (angle > 157.5))] = 0_angle[np.where((angle > 22.5) & (angle <= 67.5))] = 45_angle[np.where((angle > 67.5) & (angle <= 112.5))] = 90_angle[np.where((angle > 112.5) & (angle <= 157.5))] = 135return _angledef non_maximum_suppression(angle, edge):H, W = angle.shape_edge = edge.copy()for y in range(H):for x in range(W):if angle[y, x] == 0:dx1, dy1, dx2, dy2 = -1, 0, 1, 0elif angle[y, x] == 45:dx1, dy1, dx2, dy2 = -1, 1, 1, -1elif angle[y, x] == 90:dx1, dy1, dx2, dy2 = 0, -1, 0, 1elif angle[y, x] == 135:dx1, dy1, dx2, dy2 = -1, -1, 1, 1# 边界处理if x == 0:dx1 = max(dx1, 0)dx2 = max(dx2, 0)if x == W-1:dx1 = min(dx1, 0)dx2 = min(dx2, 0)if y == 0:dy1 = max(dy1, 0)dy2 = max(dy2, 0)if y == H-1:dy1 = min(dy1, 0)dy2 = min(dy2, 0)# 如果不是最大值,则将这个位置像素值置为0if max(max(edge[y, x], edge[y + dy1, x + dx1]), edge[y + dy2, x + dx2]) != edge[y, x]:_edge[y, x] = 0return _edge# 滞后阈值处理二值化图像# > HT 的设为255,< LT 的设置0,介于它们两个中间的值,使用8邻域判断法def hysterisis(edge, HT=100, LT=30):H, W = edge.shape# Histeresis thresholdedge[edge >= HT] = 255edge[edge <= LT] = 0_edge = np.zeros((H + 2, W + 2), dtype=np.float32)_edge[1 : H + 1, 1 : W + 1] = edge## 8 - Nearest neighbornn = np.array(((1., 1., 1.), (1., 0., 1.), (1., 1., 1.)), dtype=np.float32)for y in range(1, H+2):for x in range(1, W+2):if _edge[y, x] < LT or _edge[y, x] > HT:continueif np.max(_edge[y-1:y+2, x-1:x+2] * nn) >= HT:_edge[y, x] = 255else:_edge[y, x] = 0edge = _edge[1:H+1, 1:W+1]return edge# grayscalegray = BGR2GRAY(img)# gaussian filteringgaussian = gaussian_filter(gray, K_size=5, sigma=1.4)# sobel filteringfy, fx = sobel_filter(gaussian, K_size=3)# get edge strength, angleedge, angle = get_edge_angle(fx, fy)# angle quantizationangle = angle_quantization(angle)# non maximum suppressionedge = non_maximum_suppression(angle, edge)# hysterisis thresholdout = hysterisis(edge, 80, 20)return outif __name__ == '__main__':# Read imageimg = cv2.imread("../paojie.jpg").astype(np.float32)image = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_RGB2GRAY).astype(np.uint8)# Cannyedge = Canny(img)out = edge.astype(np.uint8)# Save resultcv2.imshow('src and canny', np.hstack((image, out)))cv2.waitKey(0)cv2.destroyAllWindows()

参考链接:

https://www.cnblogs.com/wojianxin/p/12533526.html

https://blog.csdn.net/weixin_40647819/article/details/91411424

相关文章:

Canny算法原理和应用

Canny算法的原理使用高斯滤波器滤波使用 Sobel 滤波器滤波获得在 x 和 y 方向上的输出&#xff0c;在此基础上求出梯度的强度和梯度的角度edge为边缘强度&#xff0c;tan为梯度方向上图表示的是中心点的梯度向量、方位角以及边缘方向&#xff08;任一点的边缘与梯度向量正交&am…...

数据挖掘(2.2)--数据预处理

目录 二、数据描述 1.描述数据中心趋势 1.1平均值和截断均值 1.2加权平均值 1.3中位数&#xff08;Median&#xff09;和众数(Mode) 2.描述数据的分散程度 2.1箱线图 2.2方差和标准差 2.3正态分布 3.数据清洗 3.1数据缺失的处理 3.2数据清洗 二、数据描述 描述数…...

JVM堆与堆调优以及出现OOM如何排查

调优的位置——堆 Heap&#xff0c;一个JVM只有一个堆内存&#xff0c;堆内存的大小是可以调节的。 类加载器读取了类文件后&#xff0c;一般会把什么东西放到堆中?类&#xff0c;方法&#xff0c;常量&#xff0c;变量~&#xff0c;保存我们所有引用类型的真实对象; 堆内存中…...

Springboot——自定义Filter使用测试总结

文章目录前言自定义过滤器并验证关于排除某些请求的方式创建测试接口请求测试验证异常过滤器的执行流程注意事项资料参考前言 在Java-web的开发领域&#xff0c;对于过滤器和拦截器用处还是很多&#xff0c;但两者的概念却极易混淆。 过滤器和拦截器都是采用AOP的核心思想&am…...

软件测试(进阶篇)(1)

一)如何根据需求来设计测试用例&#xff1f; 1)验证功能的正确性&#xff0c;合理性&#xff0c;无二义性&#xff0c;逻辑要正确 2)分析需求&#xff0c;细化需求&#xff0c;从需求中提取出测试项&#xff0c;根据测试项找到测试点&#xff0c;根据测试点具体的来进行设计测试…...

(七十三)大白话深入探索多表关联的SQL语句到底是如何执行的?(1)

今天我们来继续跟大家聊聊多表关联语句是如何执行的这个问题&#xff0c;上次讲了一个最最基础的两个表关联的语句和执行过程&#xff0c;其实今天我们稍微来复习一下&#xff0c;然后接着上次的内容&#xff0c;引入一个“内连接”的概念来。 假设我们有一个员工表&#xff0…...

SYSU程设c++(第三周) 对象类、类的成员、类与结构体的区别、类的静态成员

对象&类 类用于指定对象的形式&#xff0c;它包含数据的表示方法和用于处理数据的方法。 • 类中的数据和方法称为类的成员。 • 函数在一个类中也被称为类的成员。 定义一个类&#xff0c;其效果是定义一个数据类型的蓝图。它定义了类的对象包括了什么&#xff0c;以及可…...

Redis管道

目录 1、什么是管道&#xff1f; 2、案例演示 3、注意事项 4、面试题 1、什么是管道&#xff1f; 管道&#xff08;pipeline&#xff09;可以一次性发送多条命令给服务端&#xff0c;服务端依次处理完&#xff0c;通过一条响应一次性将结果返回&#xff0c;减少 IO 的次数&…...

conda的共用package[硬链接]@pytorch和tensorflow装在同一个环境里好不好?

文章目录refpackage复用(指定同版本)conda install 比pip install 更可能节省空间pytorch和tensorflow装在同一个环境里?导入依赖导入依赖试验ref python - Can packages be shared across Anaconda environments? - Stack OverflowManaging environments — conda 23.1.0.p…...

「Vue面试题」动态给vue的data添加一个新的属性时会发生什么?怎样去解决的?

一、直接添加属性的问题 我们从一个例子开始 定义一个p标签&#xff0c;通过v-for指令进行遍历 然后给botton标签绑定点击事件&#xff0c;我们预期点击按钮时&#xff0c;数据新增一个属性&#xff0c;界面也 新增一行 <p v-for"(value,key) in item" :key&q…...

Flutter-Scaffold组件

在Flutter开发当中&#xff0c;我们可能会遇到以下的需求&#xff1a;实现页面组合使用&#xff0c;比如说有悬浮按钮、顶部菜单栏、左右抽屉侧边栏、底部导航栏等等效果。Scaffold组件可以帮我们实现上面需求说的效果。这篇博客主要分享容器组件的Scaffold组件的使用&#xff…...

Postman简介及接口测试流程(小菜鸟攻略)

目录 前言 一、常见接口 二、前端和后端 三、什么是接口测试 四、接口组成 1、接口说明 2、调用url 3、请求方法&#xff08;get\post&#xff09; 4、请求参数、参数类型、请求参数说明 5、返回参数说明 五、为什么要做接口测试 本章主要介绍如何使用postman做接口…...

kubebuilder注释

标记语法Empty kubebuilder:validation:Optional&#xff1a;空标记像命令行中的布尔标记位-- 仅仅是指定他们来开启某些行为。Anonymous kubebuilder:validation:MaxItems2&#xff1a;匿名标记使用单个值作为参数。Multioption kubebuilder:printcolumn:JSONPath".statu…...

java日志

日志是软件开发的重要组成部分。一个精心编写的日志代码提供快速的调试&#xff0c;维护方便&#xff0c;以及应用程序的运行时信息结构化存储。日志记录确实也有它的缺点。它可以减缓的应用程序Log4jLog4j是Apache的一个开放源代码项目&#xff0c;通过使用Log4j&#xff0c;我…...

研发中台拆分过程的一些心得总结

背景在 21 年&#xff0c;中台拆分在 21 年&#xff0c;以下为中台拆分的过程心得&#xff0c;带有一定的主观&#xff0c;偏向于中小团队中台建设参考&#xff08;这里的中小团队指 3-100 人的团队&#xff09;&#xff0c;对于大型团队不太适用&#xff0c;毕竟大型团队人中 …...

HTTP介绍

HTTP1、简介HTTP概念&#xff1a;HyperText Transfer Protocol&#xff0c;超文本传输协议&#xff0c;规定了浏览器和服务器之间数据传输的规则。数据传输的规则指的是请求数据和响应数据需要按照指定的格式进行传输。如果想知道具体的格式&#xff0c;可以打开浏览器&#xf…...

10 卷积神经网络及python实现

1 卷积神经网络简介 卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)由LeCun在上世纪90年代提出。 LeCun Y., Bottou L., Bengio Y., and Haffner P., Gradient-based learning applied to document recognition, Proceedings of the IEEE, pp. 1-7, 1998. 卷积核和特征图&…...

【立体匹配论文阅读】AANet: Adaptive Aggregation Network for Efficient Stereo Matching

Authors: Haofei Xu, Juyong Zhang Link: https://arxiv.org/abs/2004.09548 Years: 2020 Credit Novelty and Question set up 主流的立体匹配模型的代价聚合操作主要用了3D卷积&#xff0c;这部分操作的算力和内存消耗过大&#xff0c;因此作者提出一种新的模型AANet&#x…...

服务器防入侵攻击,安全加固措施

服务器防入侵攻击&#xff0c;安全加固措施当服务器被入侵&#xff0c;被攻击的时候&#xff0c;很多服务器维护人员不懂得如何去防止入侵&#xff0c;防止黑客的攻击&#xff0c;只能眼巴巴的看着服务器被任意的攻击&#xff0c;给服务器上的网站造成严重的经济损失&#xff0…...

解读:“出境标准合同”与“出境安全评估”要点与异同

《数据安全法》第四条及《个人信息保护法》第三章对数据出境、个人信息跨境提出明确要求&#xff0c;《数据安全法》与《个人信息保护法》存在互相包含、被包含、衔接、特性、独立性、相互补充等内涵。本文通过上位法互相衔接、关联、特性的思路&#xff0c;去观察《个人信息出…...

利用最小二乘法找圆心和半径

#include <iostream> #include <vector> #include <cmath> #include <Eigen/Dense> // 需安装Eigen库用于矩阵运算 // 定义点结构 struct Point { double x, y; Point(double x_, double y_) : x(x_), y(y_) {} }; // 最小二乘法求圆心和半径 …...

挑战杯推荐项目

“人工智能”创意赛 - 智能艺术创作助手&#xff1a;借助大模型技术&#xff0c;开发能根据用户输入的主题、风格等要求&#xff0c;生成绘画、音乐、文学作品等多种形式艺术创作灵感或初稿的应用&#xff0c;帮助艺术家和创意爱好者激发创意、提高创作效率。 ​ - 个性化梦境…...

在软件开发中正确使用MySQL日期时间类型的深度解析

在日常软件开发场景中&#xff0c;时间信息的存储是底层且核心的需求。从金融交易的精确记账时间、用户操作的行为日志&#xff0c;到供应链系统的物流节点时间戳&#xff0c;时间数据的准确性直接决定业务逻辑的可靠性。MySQL作为主流关系型数据库&#xff0c;其日期时间类型的…...

docker详细操作--未完待续

docker介绍 docker官网: Docker&#xff1a;加速容器应用程序开发 harbor官网&#xff1a;Harbor - Harbor 中文 使用docker加速器: Docker镜像极速下载服务 - 毫秒镜像 是什么 Docker 是一种开源的容器化平台&#xff0c;用于将应用程序及其依赖项&#xff08;如库、运行时环…...

大话软工笔记—需求分析概述

需求分析&#xff0c;就是要对需求调研收集到的资料信息逐个地进行拆分、研究&#xff0c;从大量的不确定“需求”中确定出哪些需求最终要转换为确定的“功能需求”。 需求分析的作用非常重要&#xff0c;后续设计的依据主要来自于需求分析的成果&#xff0c;包括: 项目的目的…...

golang循环变量捕获问题​​

在 Go 语言中&#xff0c;当在循环中启动协程&#xff08;goroutine&#xff09;时&#xff0c;如果在协程闭包中直接引用循环变量&#xff0c;可能会遇到一个常见的陷阱 - ​​循环变量捕获问题​​。让我详细解释一下&#xff1a; 问题背景 看这个代码片段&#xff1a; fo…...

如何在看板中体现优先级变化

在看板中有效体现优先级变化的关键措施包括&#xff1a;采用颜色或标签标识优先级、设置任务排序规则、使用独立的优先级列或泳道、结合自动化规则同步优先级变化、建立定期的优先级审查流程。其中&#xff0c;设置任务排序规则尤其重要&#xff0c;因为它让看板视觉上直观地体…...

2024年赣州旅游投资集团社会招聘笔试真

2024年赣州旅游投资集团社会招聘笔试真 题 ( 满 分 1 0 0 分 时 间 1 2 0 分 钟 ) 一、单选题(每题只有一个正确答案,答错、不答或多答均不得分) 1.纪要的特点不包括()。 A.概括重点 B.指导传达 C. 客观纪实 D.有言必录 【答案】: D 2.1864年,()预言了电磁波的存在,并指出…...

定时器任务——若依源码分析

分析util包下面的工具类schedule utils&#xff1a; ScheduleUtils 是若依中用于与 Quartz 框架交互的工具类&#xff0c;封装了定时任务的 创建、更新、暂停、删除等核心逻辑。 createScheduleJob createScheduleJob 用于将任务注册到 Quartz&#xff0c;先构建任务的 JobD…...

渲染学进阶内容——模型

最近在写模组的时候发现渲染器里面离不开模型的定义,在渲染的第二篇文章中简单的讲解了一下关于模型部分的内容,其实不管是方块还是方块实体,都离不开模型的内容 🧱 一、CubeListBuilder 功能解析 CubeListBuilder 是 Minecraft Java 版模型系统的核心构建器,用于动态创…...