python手动实现cv2.canny算子

时间: 2023-12-25 19:22:30 浏览: 28
好的,下面是Python手动实现cv2.canny算子的代码: ```python import cv2 import numpy as np def canny(image, low_threshold, high_threshold): # Convert the image to grayscale gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY) # Apply Gaussian blur to the grayscale image blur = cv2.GaussianBlur(gray, (5, 5), 0) # Apply the Sobel operator to the blurred image sobelx = cv2.Sobel(blur, cv2.CV_64F, 1, 0, ksize=3) sobely = cv2.Sobel(blur, cv2.CV_64F, 0, 1, ksize=3) # Compute the gradient magnitude and direction mag = np.sqrt(sobelx**2 + sobely**2) theta = np.arctan2(sobely, sobelx) # Convert the gradient direction to degrees angle = np.rad2deg(theta) # Apply non-maximum suppression nms = np.zeros_like(mag) for i in range(1, nms.shape[0]-1): for j in range(1, nms.shape[1]-1): if (angle[i,j] <= 22.5 and angle[i,j] > -22.5) or (angle[i,j] <= -157.5 and angle[i,j] > 157.5): if mag[i,j] > mag[i,j-1] and mag[i,j] > mag[i,j+1]: nms[i,j] = mag[i,j] elif (angle[i,j] <= 67.5 and angle[i,j] > 22.5) or (angle[i,j] <= -112.5 and angle[i,j] > -157.5): if mag[i,j] > mag[i-1,j-1] and mag[i,j] > mag[i+1,j+1]: nms[i,j] = mag[i,j] elif (angle[i,j] <= 112.5 and angle[i,j] > 67.5) or (angle[i,j] <= -67.5 and angle[i,j] > -112.5): if mag[i,j] > mag[i-1,j] and mag[i,j] > mag[i+1,j]: nms[i,j] = mag[i,j] elif (angle[i,j] <= 157.5 and angle[i,j] > 112.5) or (angle[i,j] <= -22.5 and angle[i,j] > -67.5): if mag[i,j] > mag[i-1,j+1] and mag[i,j] > mag[i+1,j-1]: nms[i,j] = mag[i,j] # Apply hysteresis thresholding edges = np.zeros_like(nms) edges[nms > high_threshold] = 255 edges[nms < low_threshold] = 0 for i in range(1, edges.shape[0]-1): for j in range(1, edges.shape[1]-1): if edges[i,j] == 255: if edges[i-1,j-1] == 0: edges[i-1,j-1] = 128 if edges[i-1,j] == 0: edges[i-1,j] = 128 if edges[i-1,j+1] == 0: edges[i-1,j+1] = 128 if edges[i,j-1] == 0: edges[i,j-1] = 128 if edges[i,j+1] == 0: edges[i,j+1] = 128 if edges[i+1,j-1] == 0: edges[i+1,j-1] = 128 if edges[i+1,j] == 0: edges[i+1,j] = 128 if edges[i+1,j+1] == 0: edges[i+1,j+1] = 128 edges[edges == 128] = 255 edges[edges != 255] = 0 return edges.astype(np.uint8) ``` 其中,参数`image`为待处理的图像,`low_threshold`和`high_threshold`分别为低阈值和高阈值。返回值为处理后的二值图像。 该函数的实现过程如下: 1. 将图像转换为灰度图像; 2. 对灰度图像进行高斯模糊; 3. 对模糊后的图像进行Sobel算子计算,得到水平方向和垂直方向的梯度; 4. 计算每个像素点的梯度幅值和梯度方向; 5. 对梯度方向进行非极大值抑制,保留每个方向上梯度幅值最大的像素点; 6. 对抑制后的图像进行双阈值边缘连接,将高于高阈值的像素点视为强边缘,低于低阈值的像素点视为背景,介于两者之间的像素点视为弱边缘; 7. 对弱边缘像素点进行连接,将其与其相邻的强边缘像素点连接起来,最终得到二值图像。 需要注意的是,该函数的实现并不能完全等同于cv2.canny函数的实现,因为在非极大值抑制和边缘连接的过程中可能存在一些差异。

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