霍夫圆检测python代码实现,不调用opencv

时间: 2023-10-31 12:05:37 浏览: 38
以下是一个基于霍夫变换的圆检测的 Python 代码实现,不使用 OpenCV: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt def hough_transform(img, rmin, rmax): # 将图像转换为灰度图像 gray = img.copy() if len(img.shape) == 3: gray = np.mean(img, axis=2) # 定义霍夫变换的参数 rows, cols = gray.shape theta = np.arange(0, 360, 1) radii = np.arange(rmin, rmax+1, 1) # 计算 sin 和 cos 值,以加速计算过程 sin_theta = np.sin(np.deg2rad(theta)) cos_theta = np.cos(np.deg2rad(theta)) # 初始化空的霍夫累加矩阵 hough_acc = np.zeros((len(radii), len(theta))) # 遍历所有像素,查找可能的圆心 for r_idx, r in enumerate(radii): for y in range(rows): for x in range(cols): if gray[y, x] > 0: # 对于每个可能的圆心,计算半径 for t_idx, _ in enumerate(theta): a = int(x - r * cos_theta[t_idx]) b = int(y - r * sin_theta[t_idx]) if a >= 0 and b >= 0 and a < cols and b < rows: hough_acc[r_idx, t_idx] += 1 return hough_acc, radii, theta def find_circles(img, num_circles, rmin, rmax): # 使用霍夫变换查找圆形 hough_acc, radii, theta = hough_transform(img, rmin, rmax) # 找到最可能的圆形 best_circles = [] for i in range(num_circles): r_idx, t_idx = np.unravel_index(np.argmax(hough_acc), hough_acc.shape) r = radii[r_idx] t = theta[t_idx] best_circles.append((r, t)) # 将该圆形从累加器中删除,以便找到下一个最可能的圆形 for y in range(img.shape[0]): for x in range(img.shape[1]): if img[y, x] > 0: a = int(x - r * np.cos(np.deg2rad(t))) b = int(y - r * np.sin(np.deg2rad(t))) if a >= 0 and b >= 0 and a < img.shape[1] and b < img.shape[0]: hough_acc[r_idx, t_idx] -= 1 return best_circles # 测试代码 img = np.zeros((100, 100)) img[50, 50] = 1 img[40, 60] = 1 img[60, 60] = 1 circles = find_circles(img, 1, 10, 30) for r, t in circles: a = int(50 - r * np.cos(np.deg2rad(t))) b = int(50 - r * np.sin(np.deg2rad(t))) img[a-2:a+2, b-2:b+2] = 1 plt.imshow(img) plt.show() ``` 这个实现基于霍夫变换来检测圆形,它计算每个像素对于所有可能的圆心和半径的贡献,并在累加器中计算每个组合的得分。最后,它找到最可能的圆形并从累加器中删除,以便找到下一个最可能的圆形。

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