canny算子实现

2024-03-11 02:18
文章标签 实现 canny 算子

本文主要是介绍canny算子实现,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

原理:
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
实现:

/*** @description:	计算阶乘* @param n			自然数* @return			阶乘*/
int factorial(int n)
{int fac = 1;if (n == 0)	return fac;for (int i = 1; i <= n; ++i)	fac *= i;return fac;
}/*** @description:    获得Sobel平滑算子* @param size		掩膜大小* @return			Sobel平滑算子*/
cv::Mat getSobelSmooth(int size)
{int n = size - 1;cv::Mat SobelSmoothoper = cv::Mat::zeros(size, 1, CV_32F);for (int k = 0; k <= n; k++){float *pt = SobelSmoothoper.ptr<float>(0);pt[k] = factorial(n) / (factorial(k)*factorial(n - k));}return SobelSmoothoper;
}/*** @description:   	获得Sobel差分算子* @param size		掩膜大小* @return			Sobel差分算子*/
cv::Mat getSobeldiff(int size)
{cv::Mat Sobeldiffoper = cv::Mat::zeros(cv::Size(size, 1), CV_32F);cv::Mat SobelSmooth = getSobelSmooth(size - 1);for (int k = 0; k < size; k++){if (k == 0)Sobeldiffoper.at<float>(0, k) = 1;else if (k == size - 1)Sobeldiffoper.at<float>(0, k) = -1;elseSobeldiffoper.at<float>(0, k) = SobelSmooth.at<float>(0, k) - SobelSmooth.at<float>(0, k - 1);}return Sobeldiffoper;
}/*** @description:	卷积实现* @param src		输入图像	* @param dst		输出图像* @param kernel	卷积核*/
void conv2D(cv::Mat& src, cv::Mat& dst, cv::Mat kernel)
{cv::flip(kernel, kernel, -1);cv::filter2D(src, dst, CV_32F, kernel);
}/*** @description:  	可分离卷积———先水平方向卷积,后垂直方向卷积* @param src		输入图像* @param dst		输出图像* @param kernel_X	x方向卷积* @param kernel_Y	y方向卷积*/
void sepConv2D_X_Y(cv::Mat& src, cv::Mat& dst, cv::Mat kernel_X, cv::Mat kernel_Y)
{cv::Mat dst_kernel_X;conv2D(src, dst_kernel_X, kernel_X); conv2D(dst_kernel_X, dst, kernel_Y); 
}/*** @description:  	可分离卷积———先垂直方向卷积,后水平方向卷积* @param src		输入图像* @param dst		输出图像* @param kernel_Y	y方向卷积* @param kernel_X	x方向卷积*/
void sepConv2D_Y_X(cv::Mat& src, cv::Mat& dst, cv::Mat kernel_Y, cv::Mat kernel_X)
{cv::Mat dst_kernel_Y;conv2D(src, dst_kernel_Y, kernel_Y);conv2D(dst_kernel_Y, dst, kernel_X); 
}/*** @description:	Sobel算子边缘检测* @param src		输入图像* @param dst		输出图像* @param dst_X		x方向边缘* @param dst_Y		y方向边缘* @param size		掩膜大小*/
void sobel(cv::Mat& src, cv::Mat& dst, cv::Mat& dst_X, cv::Mat& dst_Y, int size)
{cv::Mat SobelSmoothoper = getSobelSmooth(size);cv::Mat Sobeldiffoper = getSobeldiff(size);    sepConv2D_X_Y(src, dst_Y, SobelSmoothoper, Sobeldiffoper.t()); sepConv2D_Y_X(src, dst_X, SobelSmoothoper.t(), Sobeldiffoper); dst = abs(dst_X) + abs(dst_Y);convertScaleAbs(dst, dst);
}/*** @description:  	确定一个点的坐标是否在图像内* @param r			点的行坐标* @param c			点的列坐标* @param rows		图像行数* @param cols		图像列数* @return			点的坐标是否在图像内*/
bool checkInRange(int r, int c, int rows, int cols) 
{if (r >= 0 && r < rows && c >= 0 && c < cols)return true;elsereturn false;
}/*** @description:			从确定边缘点出发,延长边缘* @param edgeMag_noMaxsup	未经过极大值抑制的边缘强度* @param edge				图像边缘* @param Th				灰度阈值* @param r					点的行坐标* @param c					点的列坐标* @param rows				图像行数* @param cols				图像列数*/
void trace(cv::Mat &edgeMag_noMaxsup, cv::Mat &edge, float Th, int r, int c, int rows, int cols)
{if (edge.at<uchar>(r, c) == 0){for (int i = -1; i <= 1; ++i){for (int j = -1; j <= 1; ++j){if (checkInRange(r + i, c + j, rows, cols) && edgeMag_noMaxsup.at<float>(r + i, c + j) > Th)edge.at<uchar>(r, c) = 255;}}}
}/*** @description:		Canny边缘检测* @param src			输入图像* @param dst			输出图像* @param Tl			低灰度阈值* @param Th			高灰度阈值* @param ksize			sobel算子掩膜大小* @param L2graydient	是否使用L2灰度梯度*/
void canny(cv::Mat &src, cv::Mat &dst, float Tl, float Th, int ksize = 3, bool L2graydient = false)
{cv::GaussianBlur(src, src, cv::Size(3, 3), 0);cv::Mat dx, dy, sobel_dst;sobel(src, sobel_dst, dx, dy, ksize);cv::Mat edgeMag;if (L2graydient)magnitude(dx, dy, edgeMag);  elseedgeMag = abs(dx) + abs(dy); cv::Mat edgeMag_noMaxsup = cv::Mat::zeros(src.size(), CV_32F);for (int i = 1; i < src.rows - 1; ++i){for (int j = 1; j < src.cols - 1; ++j) {float angle =  atan2f(dy.at<float>(i, j), dx.at<float>(i, j)) / CV_PI * 180; float cur = edgeMag.at<float>(i, j);  if (abs(angle) < 22.5 || abs(angle) > 157.5){float left = edgeMag.at<float>(i, j - 1);float right = edgeMag.at<float>(i, j + 1);if (cur >= left && cur >= right)edgeMag_noMaxsup.at<float>(i, j) = cur;}if ((angle >= 67.5 && angle <= 112.5) || (angle >= -112.5 && angle <= -67.5)) {float top = edgeMag.at<float>(i - 1, j);float down = edgeMag.at<float>(i + 1, j);if (cur >= top && cur >= down)edgeMag_noMaxsup.at<float>(i, j) = cur;}if ((angle>112.5 && angle <= 157.5) || (angle>-67.5 && angle <= -22.5)) {float right_top = edgeMag.at<float>(i - 1, j + 1);float left_down = edgeMag.at<float>(i + 1, j - 1);if (cur >= right_top && cur >= left_down)edgeMag_noMaxsup.at<float>(i, j) = cur;}if ((angle >= 22.5 && angle < 67.5) || (angle >= -157.5 && angle < -112.5)) {float left_top = edgeMag.at<float>(i - 1, j - 1);float right_down = edgeMag.at<float>(i + 1, j + 1);if (cur >= left_top && cur >= right_down)edgeMag_noMaxsup.at<float>(i, j) = cur;}}}dst = cv::Mat::zeros(src.size(), CV_8U);for (int i = 1; i < src.rows - 1; ++i) {for (int j = 1; j < src.cols - 1; ++j) {float mag = edgeMag_noMaxsup.at<float>(i, j);if (mag > Th)dst.at<uchar>(i, j) = 255;else if (mag < Tl)dst.at<uchar>(i, j) = 0;elsetrace(edgeMag_noMaxsup, dst, Th, i, j, src.rows, src.cols);}}
}

代码传送门:https://github.com/taifyang/OpenCV-algorithm

这篇关于canny算子实现的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/796281

相关文章

SpringBoot集成redisson实现延时队列教程

《SpringBoot集成redisson实现延时队列教程》文章介绍了使用Redisson实现延迟队列的完整步骤,包括依赖导入、Redis配置、工具类封装、业务枚举定义、执行器实现、Bean创建、消费... 目录1、先给项目导入Redisson依赖2、配置redis3、创建 RedissonConfig 配

Python的Darts库实现时间序列预测

《Python的Darts库实现时间序列预测》Darts一个集统计、机器学习与深度学习模型于一体的Python时间序列预测库,本文主要介绍了Python的Darts库实现时间序列预测,感兴趣的可以了解... 目录目录一、什么是 Darts?二、安装与基本配置安装 Darts导入基础模块三、时间序列数据结构与

Python使用FastAPI实现大文件分片上传与断点续传功能

《Python使用FastAPI实现大文件分片上传与断点续传功能》大文件直传常遇到超时、网络抖动失败、失败后只能重传的问题,分片上传+断点续传可以把大文件拆成若干小块逐个上传,并在中断后从已完成分片继... 目录一、接口设计二、服务端实现(FastAPI)2.1 运行环境2.2 目录结构建议2.3 serv

C#实现千万数据秒级导入的代码

《C#实现千万数据秒级导入的代码》在实际开发中excel导入很常见,现代社会中很容易遇到大数据处理业务,所以本文我就给大家分享一下千万数据秒级导入怎么实现,文中有详细的代码示例供大家参考,需要的朋友可... 目录前言一、数据存储二、处理逻辑优化前代码处理逻辑优化后的代码总结前言在实际开发中excel导入很

SpringBoot+RustFS 实现文件切片极速上传的实例代码

《SpringBoot+RustFS实现文件切片极速上传的实例代码》本文介绍利用SpringBoot和RustFS构建高性能文件切片上传系统,实现大文件秒传、断点续传和分片上传等功能,具有一定的参考... 目录一、为什么选择 RustFS + SpringBoot?二、环境准备与部署2.1 安装 RustF

Nginx部署HTTP/3的实现步骤

《Nginx部署HTTP/3的实现步骤》本文介绍了在Nginx中部署HTTP/3的详细步骤,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学... 目录前提条件第一步:安装必要的依赖库第二步:获取并构建 BoringSSL第三步:获取 Nginx

MyBatis Plus实现时间字段自动填充的完整方案

《MyBatisPlus实现时间字段自动填充的完整方案》在日常开发中,我们经常需要记录数据的创建时间和更新时间,传统的做法是在每次插入或更新操作时手动设置这些时间字段,这种方式不仅繁琐,还容易遗漏,... 目录前言解决目标技术栈实现步骤1. 实体类注解配置2. 创建元数据处理器3. 服务层代码优化填充机制详

Python实现Excel批量样式修改器(附完整代码)

《Python实现Excel批量样式修改器(附完整代码)》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用Python实现一个Excel批量样式修改器,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一... 目录前言功能特性核心功能界面特性系统要求安装说明使用指南基本操作流程高级功能技术实现核心技术栈关键函

Java实现字节字符转bcd编码

《Java实现字节字符转bcd编码》BCD是一种将十进制数字编码为二进制的表示方式,常用于数字显示和存储,本文将介绍如何在Java中实现字节字符转BCD码的过程,需要的小伙伴可以了解下... 目录前言BCD码是什么Java实现字节转bcd编码方法补充总结前言BCD码(Binary-Coded Decima

SpringBoot全局域名替换的实现

《SpringBoot全局域名替换的实现》本文主要介绍了SpringBoot全局域名替换的实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一... 目录 项目结构⚙️ 配置文件application.yml️ 配置类AppProperties.Ja