詳解在Python中使用OpenCV進行直線檢測
1. 引言
在圖像處理中,直線檢測是一種常見的算法,它通常獲取n個邊緣點的集合,并找到通過這些邊緣點的直線。其中用于直線檢測,最為流行的檢測器是基于霍夫變換的直線檢測技術。
2. 霍夫變換
霍夫變換是圖像處理中的一種特征提取方法,可以識別圖像中的幾何形狀。它將在參數(shù)空間內進行投票來決定其物體形狀,通過檢測累計結果找到一極大值所對應的解,利用此解即可得到一個符合特定形狀的參數(shù)。
在使用霍夫變換偵測直線前,須先利用邊緣檢測算法來減少圖像的數(shù)據(jù)量、剔掉不相關的信息,保留圖像中重要的結構特征。
3. 舉個栗子
3.1 讀入圖像 進行灰度化
首先我們讀入樣例測試圖像,然后利用cvtColor()函數(shù)進行灰度化操作,樣例代碼如下:
im = cv2.imread("./ladder.png")
gray_img = cv2.cvtColor(im, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
運行結果如下:

上圖中左側為彩色原圖,右側為執(zhí)行灰度化后的灰度圖。
3.2 執(zhí)行邊緣檢測
接著我們來利用邊緣檢測算法(Canny、Sobel、Laplacian等)來檢測物體邊緣,樣例代碼如下:
canny = cv2.Canny(gray_img, 30, 150)
運行結果如下:

3.3 進行霍夫變換
最后,我們使用霍夫變換來得出直線檢測結果,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)
運行結果如下:
可以看出,通過簡單的幾步操作,我們就可以很方便的檢測出圖像中的所有直線。

補充
當然Python利用OpenCV不僅能檢測直線,還能檢測出直線傾斜角度。下面是實現(xiàn)的核心代碼
import cv2
import numpy as np
def line_detect(image):
# 將圖片轉換為HSV
hsv = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2HSV)
# 設置閾值
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)
# 對得到的圖像進行形態(tài)學操作(閉運算和開運算)
mask = cv2.morphologyEx(mask1, cv2.MORPH_CLOSE, kernel) #閉運算:表示先進行膨脹操作,再進行腐蝕操作
mask = cv2.morphologyEx(mask, cv2.MORPH_OPEN, kernel) #開運算:表示的是先進行腐蝕,再進行膨脹操作
# 繪制輪廓
edges = cv2.Canny(mask, 50, 150, apertureSize=3)
# 顯示圖片
cv2.imshow("edges", edges)
# 檢測白線 這里是設置檢測直線的條件,可以去讀一讀HoughLinesP()函數(shù),然后根據(jù)自己的要求設置檢測條件
lines = cv2.HoughLinesP(edges, 1, np.pi / 180, 40,minLineLength=10,maxLineGap=10)
print "lines=",lines
print "========================================================"
i=1
# 對通過霍夫變換得到的數(shù)據(jù)進行遍歷
for line in lines:
# newlines1 = lines[:, 0, :]
print "line["+str(i-1)+"]=",line
x1,y1,x2,y2 = line[0] #兩點確定一條直線,這里就是通過遍歷得到的兩個點的數(shù)據(jù) (x1,y1)(x2,y2)
cv2.line(image,(x1,y1),(x2,y2),(0,0,255),2) #在原圖上畫線
# 轉換為浮點數(shù),計算斜率
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:
# 計算斜率
k = -(y2 - y1) / (x2 - x1)
# 求反正切,再將得到的弧度轉換為度
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")
# 設置窗口大小
cv2.namedWindow("input image", cv2.WINDOW_AUTOSIZE)
# 顯示原始圖片
cv2.imshow("input image", src)
# 調用函數(shù)
line_detect(src)
cv2.waitKey(0)到此這篇關于詳解在Python中使用OpenCV進行直線檢測的文章就介紹到這了,更多相關Python OpenCV直線檢測內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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