不要使用opencv库用python代码写一个canny边缘检测算法

时间: 2023-05-17 08:04:39 浏览: 112
好的,以下是使用Python编写的Canny边缘检测算法,不使用OpenCV库: ```python import numpy as np from scipy import ndimage def gaussian_kernel(size, sigma=1): x, y = np.mgrid[-size:size+1, -size:size+1] g = np.exp(-(x**2+y**2)/(2*sigma**2)) return g/g.sum() def sobel_filters(image): kernel_x = np.array([[-1, 0, 1], [-2, 0, 2], [-1, 0, 1]]) kernel_y = np.array([[-1, -2, -1], [0, 0, 0], [1, 2, 1]]) G_x = ndimage.convolve(image, kernel_x) G_y = ndimage.convolve(image, kernel_y) G = np.sqrt(G_x**2 + G_y**2) theta = np.arctan2(G_y, G_x) return G, theta def non_maximum_suppression(image, theta): M, N = image.shape Z = np.zeros((M,N), dtype=np.int32) angle = theta * 180. / np.pi angle[angle < 0] += 180 for i in range(1, M-1): for j in range(1, N-1): q = 255 r = 255 if (0 <= angle[i,j] < 22.5) or (157.5 <= angle[i,j] <= 180): q = image[i, j+1] r = image[i, j-1] elif (22.5 <= angle[i,j] < 67.5): q = image[i+1, j-1] r = image[i-1, j+1] elif (67.5 <= angle[i,j] < 112.5): q = image[i+1, j] r = image[i-1, j] elif (112.5 <= angle[i,j] < 157.5): q = image[i-1, j-1] r = image[i+1, j+1] if (image[i,j] >= q) and (image[i,j] >= r): Z[i,j] = image[i,j] else: Z[i,j] = 0 return Z def hysteresis_threshold(image, low_threshold, high_threshold): M, N = image.shape res = np.zeros((M,N), dtype=np.int32) weak = np.int32(25) strong = np.int32(255) strong_i, strong_j = np.where(image >= high_threshold) zeros_i, zeros_j = np.where(image < low_threshold) weak_i, weak_j = np.where((image <= high_threshold) & (image >= low_threshold)) res[strong_i, strong_j] = strong res[weak_i, weak_j] = weak for i in range(1, M-1): for j in range(1, N-1): if (res[i,j] == weak): if ((res[i+1, j-1] == strong) or (res[i+1, j] == strong) or (res[i+1, j+1] == strong) or (res[i, j-1] == strong) or (res[i, j+1] == strong) or (res[i-1, j-1] == strong) or (res[i-1, j] == strong) or (res[i-1, j+1] == strong)): res[i,j] = strong else: res[i,j] = 0 return res def canny_edge_detection(image, sigma=1, low_threshold=20, high_threshold=50): image = image.astype(np.float32) kernel = gaussian_kernel(5, sigma) image_smoothed = ndimage.convolve(image, kernel) G, theta = sobel_filters(image_smoothed) G_suppressed = non_maximum_suppression(G, theta) G_thresholded = hysteresis_threshold(G_suppressed, low_threshold, high_threshold) return G_thresholded ``` 请注意,这只是一个简单的实现,可能不如OpenCV的实现效果好。

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