詳解在Python中使用OpenCV進(jìn)行直線檢測(cè)
1. 引言
在圖像處理中,直線檢測(cè)是一種常見的算法,它通常獲取n個(gè)邊緣點(diǎn)的集合,并找到通過這些邊緣點(diǎn)的直線。其中用于直線檢測(cè),最為流行的檢測(cè)器是基于霍夫變換的直線檢測(cè)技術(shù)。
2. 霍夫變換
霍夫變換是圖像處理中的一種特征提取方法,可以識(shí)別圖像中的幾何形狀。它將在參數(shù)空間內(nèi)進(jìn)行投票來(lái)決定其物體形狀,通過檢測(cè)累計(jì)結(jié)果找到一極大值所對(duì)應(yīng)的解,利用此解即可得到一個(gè)符合特定形狀的參數(shù)。
在使用霍夫變換偵測(cè)直線前,須先利用邊緣檢測(cè)算法來(lái)減少圖像的數(shù)據(jù)量、剔掉不相關(guān)的信息,保留圖像中重要的結(jié)構(gòu)特征。
3. 舉個(gè)栗子
3.1 讀入圖像 進(jìn)行灰度化
首先我們讀入樣例測(cè)試圖像,然后利用cvtColor()函數(shù)進(jìn)行灰度化操作,樣例代碼如下:
im = cv2.imread("./ladder.png") gray_img = cv2.cvtColor(im, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
運(yùn)行結(jié)果如下:
上圖中左側(cè)為彩色原圖,右側(cè)為執(zhí)行灰度化后的灰度圖。
3.2 執(zhí)行邊緣檢測(cè)
接著我們來(lái)利用邊緣檢測(cè)算法(Canny、Sobel、Laplacian等)來(lái)檢測(cè)物體邊緣,樣例代碼如下:
canny = cv2.Canny(gray_img, 30, 150)
運(yùn)行結(jié)果如下:
3.3 進(jìn)行霍夫變換
最后,我們使用霍夫變換來(lái)得出直線檢測(cè)結(jié)果,樣例代碼如下:
lines = cv2.HoughLines(canny, 1, np.pi / 180, 180) lines1 = lines[:, 0, :] for rho, theta in lines1[:]: a = np.cos(theta) b = np.sin(theta) x0 = a * rho y0 = b * rho x1 = int(x0 + 3000 * (-b)) y1 = int(y0 + 3000 * (a)) x2 = int(x0 - 3000 * (-b)) y2 = int(y0 - 3000 * (a)) cv2.line(im, (x1, y1), (x2, y2), (0, 0, 255), 2)
運(yùn)行結(jié)果如下:
可以看出,通過簡(jiǎn)單的幾步操作,我們就可以很方便的檢測(cè)出圖像中的所有直線。
補(bǔ)充
當(dāng)然Python利用OpenCV不僅能檢測(cè)直線,還能檢測(cè)出直線傾斜角度。下面是實(shí)現(xiàn)的核心代碼
import cv2 import numpy as np def line_detect(image): # 將圖片轉(zhuǎn)換為HSV hsv = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2HSV) # 設(shè)置閾值 lowera = np.array([0, 0, 221]) uppera = np.array([180, 30, 255]) mask1 = cv2.inRange(hsv, lowera, uppera) kernel = np.ones((3, 3), np.uint8) # 對(duì)得到的圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)操作(閉運(yùn)算和開運(yùn)算) mask = cv2.morphologyEx(mask1, cv2.MORPH_CLOSE, kernel) #閉運(yùn)算:表示先進(jìn)行膨脹操作,再進(jìn)行腐蝕操作 mask = cv2.morphologyEx(mask, cv2.MORPH_OPEN, kernel) #開運(yùn)算:表示的是先進(jìn)行腐蝕,再進(jìn)行膨脹操作 # 繪制輪廓 edges = cv2.Canny(mask, 50, 150, apertureSize=3) # 顯示圖片 cv2.imshow("edges", edges) # 檢測(cè)白線 這里是設(shè)置檢測(cè)直線的條件,可以去讀一讀HoughLinesP()函數(shù),然后根據(jù)自己的要求設(shè)置檢測(cè)條件 lines = cv2.HoughLinesP(edges, 1, np.pi / 180, 40,minLineLength=10,maxLineGap=10) print "lines=",lines print "========================================================" i=1 # 對(duì)通過霍夫變換得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行遍歷 for line in lines: # newlines1 = lines[:, 0, :] print "line["+str(i-1)+"]=",line x1,y1,x2,y2 = line[0] #兩點(diǎn)確定一條直線,這里就是通過遍歷得到的兩個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù) (x1,y1)(x2,y2) cv2.line(image,(x1,y1),(x2,y2),(0,0,255),2) #在原圖上畫線 # 轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù),計(jì)算斜率 x1 = float(x1) x2 = float(x2) y1 = float(y1) y2 = float(y2) print "x1=%s,x2=%s,y1=%s,y2=%s" % (x1, x2, y1, y2) if x2 - x1 == 0: print "直線是豎直的" result=90 elif y2 - y1 == 0 : print "直線是水平的" result=0 else: # 計(jì)算斜率 k = -(y2 - y1) / (x2 - x1) # 求反正切,再將得到的弧度轉(zhuǎn)換為度 result = np.arctan(k) * 57.29577 print "直線傾斜角度為:" + str(result) + "度" i = i+1 # 顯示最后的成果圖 cv2.imshow("line_detect",image) return result if __name__ == '__main__': # 讀入圖片 src = cv2.imread("lines/line6.jpg") # 設(shè)置窗口大小 cv2.namedWindow("input image", cv2.WINDOW_AUTOSIZE) # 顯示原始圖片 cv2.imshow("input image", src) # 調(diào)用函數(shù) line_detect(src) cv2.waitKey(0)
到此這篇關(guān)于詳解在Python中使用OpenCV進(jìn)行直線檢測(cè)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python OpenCV直線檢測(cè)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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