OpenCV apprentissage des opérations d'image de base (12): transformation de Hough

Transformation de Hough

Coordonnées polaires

x = \ rho cos \ Theta \ \, \ \ y = \ rho sin \ Theta \\ \ rho ^ 2 = x ^ 2 + y ^ 2, tan \ Theta = \ frac {y} {x} (x \ neq 0)

Détection de ligne 

Étapes du processus:

  • Transformez des points en coordonnées spatiales en espace de coordonnées polaires (espace de Hough) via des coordonnées polaires
  • Les lignes représentées par les points d'intersection dans l'espace de Hough sont les lignes où se trouvent ces points
  • Utilisez ensuite les coordonnées polaires pour transformer inversement les points sélectionnés par Hough dans l'espace de Hough en lignes droites en coordonnées rectangulaires.

y = ax + b \\ y = (- \ frac {cos \ Theta} {sin \ Theta}) x + (\ frac {r} {sim \ Theta}) \\ r_ \ Theta = x_0 \ cdot cos \ Theta + y_0 \ cdot sin \ Theta

Détection de cercle

Étapes du processus

  •  Effectuez d'abord un filtrage médian sur l'image, car la détection du cercle de Hough est plus sensible au bruit de sel et de poivre de l'image
  • Effectuer une détection de bord astucieuse, filtrer d'abord les points qui peuvent être des bords
  • Utilisez des équations paramétriques pour convertir le système de coordonnées cartésiennes en système de coordonnées polaires

              \ frac {(xa) ^ 2} {R} + \ frac {(yb) ^ 2} {R} = 1 \\ \ left \ {\ begin {matrice} x = a + Rcos \ Theta \\ y = b + Rsin \ Theta \ end {matrice} \ droite.

  • En supposant que chaque pixel est le centre (a, b), après avoir déterminé (a, b), changez θ et R pour dessiner plusieurs cercles, et lorsque ces cercles se croisent en un point, c'est le centre d'un cercle, et le rayon est Il peut y en avoir plusieurs (déterminé par la distance entre ces points et ce point)

Introduction à l'API

Détection de ligne

HoughLines(
InputArray src,//输入图像,必须是8-bit的灰度图
OutputArray lines,//输出图像,是极坐标形式的直线
double rho,//生成极坐标时候的像素扫描步长,以像素为单位的距离步长。
double theta,//生成极坐标时候的角度扫描步长,以弧度为单位的角度步长。
int threshold,//阈值,只有获得足够交点的极坐标才会被视为是一条有效的直线
double srn=0,//默认值为0,用于在多尺度霍夫变换中作为参数rho的除数,rho=rho/srn。
double stn=0,//默认值为0,用于在多尺度霍夫变换中作为参数theta的除数,theta=theta/stn。
double min_theta,//表示角度扫描范围0~180之间,默认即可
double max_theta = CV_PI//
)
//需要自己将他反变换回直角坐标系中

HoughLinesP
(
InputArray src,//输入图像,必须是8-bit的灰度图
OutputArray lines,//输出直线,是直角坐标形式的直线
double rho,//生成极坐标时候的像素扫描步长
double theta,//生成极坐标时候的角度扫描步长,通常取CV_PI/180
double minLineLength = 0,//最小直线长
double maxLineGap = 0,//最大间隔,即直线与直线之间的间隔 
)
//直接返回直角坐标系中的直线

Détection de cercle

HoughCircles(
    InputArray src,//输入图像,必须是8-bit的灰度图
    OutputArray lines,//输出结果,发现圆的信息
    Int method,//方法 HOUGH_GRADENT 基于梯度的
    Double dp,//dp = 1 ,DIP,即尺度
    Double mindist,//两个圆弧相隔的最短距离,比这个距离小就认为是同一个圆,大于则认为是同心圆
    Double param1,//canny的弱边缘阈值
    Double param2,//中心点累加器的阈值,即有多数个像素在同一弧度上,才判断为圆,设定此值需要参考半径
    Int minradiux,//最小半径
    Int maxradiux,//最大半径
)

Code et pratique

Détection de ligne


#include <iostream>
#include <math.h>
#include <opencv2/opencv.hpp>

using namespace cv;
using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
	//src = imread("src.jpg");
	Mat src = imread("1.PNG");
	Mat edge_img;
	if (!src.data)
	{
		cout << "cannot open image" << endl;
		return -1;
	}
	Mat gray_src;
	cvtColor(src, gray_src, COLOR_BGR2GRAY);
	Canny(src, edge_img, 150, 250);
	
	
	imshow("edge image", edge_img);

	vector<Vec4f> plines;
	//创建向量存储检测结果
	HoughLinesP(edge_img, plines, 1, CV_PI/180.0, 10, 0, 5);
	//检测直线
	Scalar color = Scalar(0, 0, 255);

	for (size_t i = 0; i < plines.size(); i++)
	{
		Vec4f hline = plines[i];
		line(gray_src, Point(hline[0], hline[1]), Point(hline[2], hline[3]), color, 3, LINE_AA);
	}
	imshow("OUTPUT", gray_src);
	
	waitKey(0);
	
	return 0;
}

#include <iostream>
#include <math.h>
#include <opencv2/opencv.hpp>

using namespace cv;
using namespace std;


int main(int argc, char* argv[])
{
	Mat src = imread("5.jpg");
	//Mat src = imread("1.PNG");
	Mat edge_img;
	if (!src.data)
	{
		cout << "cannot open image" << endl;
		return -1;
	}

	Mat moutput;
	medianBlur(src, moutput,3);
	cvtColor(moutput, moutput, COLOR_BGR2GRAY);


	vector<Vec3f> pcircles;
	//创建向量存储检测结果
	HoughCircles(moutput, pcircles, HOUGH_GRADIENT, 1, 15, 30, 35, 15, 50);
	//检测圆
	Scalar color = Scalar(0, 255, 0);
	for (size_t i = 0; i < pcircles.size(); i++)
	{
		Vec3f cc = pcircles[i];
		circle(src, Point(cc[0], cc[1]), cc[2], color, 2);
		circle(src, Point(cc[0], cc[1]), 2, color, 2);
	}
	imshow("OUTPUT", src);
	
	waitKey(0);
	
	return 0;
}

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Origine blog.csdn.net/fan1102958151/article/details/107448800
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