Opencv2系列学习笔记11(霍尔夫变换)

素颜马尾好姑娘i 2022-09-19 12:15 155阅读 0赞

本节主要介绍如何用Hough变换检测直线和圆

一：Hough变换检测直线

<1> 原始Hough变换

思想：先求出图像中每点的极坐标方程<如下图>，相交于一点的极坐标曲线的个数大于最小投票数，则将该点所对应的(p, r0)放入vector中，即得到一条直线，lines中存储的是极坐标方程的参数

注意hough变换要求输入的是包含一组点的二值图像。

代码：

Canny(image, result, 150, 220);
    	vector<Vec2f> lines;
    	HoughLines(result, lines, 1, PI/180, 120);
    	for(size_t i = 0; i < lines.size(); i++)
    	{
    		float rho = lines[i][0], theta = lines[i][1];
    		Point pt1, pt2;
    		double a = cos(theta), b = sin(theta);
    		double x0 = a * rho, y0 = b * rho;
    		pt1.x = cvRound(x0+ 1000*(-b));
    		pt1.y = cvRound(y0 + 1000*a);
    		pt2.x = cvRound(x0 - 1000*(-b));
    		pt2.y = cvRound(y0 - 1000*a);
    		line(image, pt1, pt2, Scalar(255), 3, CV_AA);
    	}

其中1和PI/180是直线搜索是的步进尺寸。

结果：

canny后得结果：

![SouthEast][]

hough变换后：

![SouthEast 1][]

<2>概念Hough变换

思想：不是系统的进行扫描图像，而是随机挑选像素点，一旦累加器中某一项达到给定的最小值，那么扫描沿着对应直线的像素并移除所有经过的像素点。得到的可以说是一条线段

获得一条直线即将(x0, y0, x1, y1)放入vector中

代码：

vector<Vec4i> lines;
    	HoughLinesP(result, lines, 1, PI/180, 50, 50, 120);
    	for(size_t i = 0; i < lines.size(); i++)
    	{
    		Vec4i l = lines[i];
    		line(image, Point(l[0], l[1]), Point(l[2],l[3]),Scalar(255), 3, CV_AA);
    	}

结果：

![SouthEast 2][]

二：Hough变换检测圆

事实上，任何可以用参数方程表示的几何体都可尝试用hough变换进行检测。检测圆整合了canny检测和hough变换。

注意在hough圆变换前对图像进行平滑，这样可以减少可能引起误检测的图像噪点。

代码：

GaussianBlur(image, result, Size(5, 5), 1.5);
    	vector<Vec3f> circles;
    	HoughCircles(result, circles, CV_HOUGH_GRADIENT, 
    		2,           //  累加器的分辨率
    		50,         // 两个圆之间的最小距离
    		200,		//  canny 高阀值
    		100,		//  最小投票数
    		25, 100);
    	for(vector<Vec3f>::const_iterator itc = circles.begin(); itc != circles.end(); ++itc)
    	{
    		circle(image, Point((*itc)[0], (*itc)[1]), (*itc)[2], Scalar(255), 2);
    	}

结果：

![SouthEast 3][]

[SouthEast]: /images/20220828/b1fac93640d1480e8f199d2e9cb865e8.png
[SouthEast 1]: /images/20220828/61e813f27fe3484aa0c0e7aab42feb03.png
[SouthEast 2]: /images/20220828/58c622ec5a614134aa9d99d8ee5f594b.png
[SouthEast 3]: /images/20220828/e18dde6ed6464cca873cef4dfd3cae08.png