python图像算法 Zhang-Suen

Zhang-Suen算法是一种经典的图像细化算法，能够将二值图像中的线条、边缘等细化成一条像素宽度的线条。该算法的核心思想是通过迭代地删除图像中的像素，直到不能再继续细化为止。

以下是一个简单的Python实现：

import numpy as np
import cv2

# 读取图像并转换为二值图像
img = cv2.imread('input.jpg', cv2.IMREAD_GRAYSCALE)
_, img = cv2.threshold(img, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY_INV + cv2.THRESH_OTSU)

# 定义两个函数用于实现Zhang-Suen算法
def neighbours(x, y, image):
    """获取像素(x, y)的8邻域像素"""
    neig = [image[x-1][y-1], image[x][y-1], image[x+1][y-1],
            image[x-1][y],                 image[x+1][y],
            image[x-1][y+1], image[x][y+1], image[x+1][y+1]]
    return neig

def zhangSuen(image):
    """Zhang-Suen算法"""
    rows, cols = image.shape
    changing1 = changing2 = [(-1,-1)]
    while changing1 or changing2:
        # 阶段1
        changing1 = []
        for x in range(1, rows - 1):
            for y in range(1, cols - 1):
                neig = neighbours(x, y, image)
                if image[x][y] == 255 and 2 <= sum(neig) <= 6 and \
                   neig[0]*neig[2]*neig[4] == 0 and \
                   neig[2]*neig[4]*neig[6] == 0:
                    changing1.append((x,y))
        for x, y in changing1:
            image[x][y] = 0
        
        # 阶段2
        changing2 = []
        for x in range(1, rows - 1):
            for y in range(1, cols - 1):
                neig = neighbours(x, y, image)
                if image[x][y] == 255 and 2 <= sum(neig) <= 6 and \
                   neig[0]*neig[2]*neig[6] == 0 and \
                   neig[0]*neig[4]*neig[6] == 0:
                    changing2.append((x,y))
        for x, y in changing2:
            image[x][y] = 0
    
    return image

# 进行Zhang-Suen算法细化
thinned = zhangSuen(img)

# 显示结果
cv2.imshow('Thinned Image', thinned)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

在这个示例中，我们首先使用cv2.imread()函数读取输入图像，并使用cv2.threshold()函数将其转换为二值图像。然后，我们定义了两个函数neighbours()和zhangSuen()，用于实现Zhang-Suen算法。zhangSuen()函数通过迭代地调用neighbours()函数获取像素的8邻域像素，并根据算法的条件来判断是否要删除该像素。最后，我们使用zhangSuen()函数对输入图像进行细化处理，并将结果保存到thinned变量中。最后，我们使用cv2.imshow()函数显示细化后的图像，并使用cv2.waitKey()和cv2.destroyAllWindows()函数来等待用户按下任意键，然后关闭所有窗口。

需要注意的是，Zhang-Suen算法只适用于二值图像，即黑白图像。如果你的输入图像是彩色图像，则需要先将其转换为灰度图像，并使用阈值处理将其转换为二值图像，然后再进行细化处理。