用python写一个程序,要求为通过自适应中值滤波加局部自适应阈值对Canny算法改进的程序

时间: 2024-03-31 18:38:51 AIGC 浏览: 86
好的,您的要求是编写一个通过自适应中值滤波加局部自适应阈值对Canny算法改进的程序,以下是一份可能符合您要求的Python程序: ```python import cv2 import numpy as np # 读取图像 img = cv2.imread('input.jpg', 0) # 自适应中值滤波 def adaptive_median_filter(img, size): height, width = img.shape result = np.zeros((height, width), dtype=np.uint8) for i in range(height): for j in range(width): filter_size = 3 while filter_size <= size: offset = filter_size // 2 roi = img[max(0, i-offset):min(height, i+offset+1), max(0, j-offset):min(width, j+offset+1)] median = np.median(roi) if img[i, j] > median and median > np.min(roi) and median < np.max(roi): result[i, j] = img[i, j] break else: filter_size += 2 else: result[i, j] = median return result # 局部自适应阈值 def local_adaptive_threshold(img, ksize, c): img_mean = cv2.blur(img, (ksize, ksize)) img_sub = img - img_mean img_sub_mean = cv2.blur(img_sub * img_sub, (ksize, ksize)) img_std = np.sqrt(img_sub_mean) return cv2.threshold(img, img_mean - c * img_std, 255, cv2.THRESH_BINARY)[1] # Canny算法改进 def canny_improved(img): img_median = adaptive_median_filter(img, 7) img_threshold = local_adaptive_threshold(img_median, 3, 0.1) return cv2.Canny(img_threshold, 100, 200) # 显示结果 cv2.imshow('Input', img) cv2.imshow('Output', canny_improved(img)) cv2.waitKey(0) cv2.destroyAllWindows() ``` 该程序使用OpenCV库实现了自适应中值滤波和局部自适应阈值,然后将处理后的图像输入到Canny算法中,得到改进后的边缘检测结果。您可以将程序中的`input.jpg`替换为您想要处理的图像,然后运行程序查看结果。
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import cv2 import numpy as np # 定义Harris角点检测函数 def harris(image): blockSize = 2 # 设定角点检测的局部区域的大小 apertureSize = 3 # 指定计算图像梯度 k = 0.03 gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY) # 转换为灰度图像 dst = cv2.cornerHarris(gray, blockSize, apertureSize, k) # 计算Harris角点 dst_norm = np.empty(dst.shape, dtype=np.float32) # 创建空数组用于规范化 cv2.normalize(dst, dst_norm, alpha=0, beta=255, norm_type=cv2.NORM_MINMAX) # 归一化 corners = [] # 用于存储角点坐标的列表 for i in range(dst_norm.shape[0]): for j in range(dst_norm.shape[1]): if int(dst_norm[i, j]) > 120: # 阈值判断 corners.append((j, i)) # 将角点坐标添加到列表中 # 非最大抑制 suppressed_corners = [] distance_threshold = 10 # 最小距离阈值 for x, y in corners: keep = True for sx, sy in suppressed_corners: # 计算角点之间的距离 if np.sqrt((x - sx) ** 2 + (y - sy) ** 2) < distance_threshold: keep = False break if keep: suppressed_corners.append((x, y)) cv2.circle(image, (x, y), 2, (0, 255, 0), 2) # 绘制角点 return image, suppressed_corners # 返回图像和去重后的角点 #调整图片减轻范围 #img = cv2.imread('yahboom.jpg', 1) #dst = img[500:700,300:500] #这里选取矩形区域X:300-500 Y:500-700 # 读取输入图像 img = cv2.imread('image.jpg') # 中值滤波 img_medium = cv2.medianBlur(img, 7) # Canny边缘检测 lowThreshold = 1 max_lowThreshold = 40 canny = cv2.Canny(img_medium, lowThreshold, max_lowThreshold) # 执行Canny边缘检测 cv2.imwrite('canny.jpg', canny) # 保存Canny图像 # 绘制竖直线构成闭合轮廓 img = cv2.imread('canny.jpg') # 读取Canny检测结果 for i in range(5, 50): img[i, 2] = (255, 255, 255) # 在列2绘制白色竖线 for i in range(5, 50): img[i, 28] = (255, 255, 255) # 在列28绘制白色竖线 # 将Canny边缘图像转换为灰度图像并进行二值化处理 img_gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY) ret, img_closed_gray = cv2.threshold(img_gray, 127, 255, cv2.THRESH_BINARY) cv2.imwrite('img_closed_gray.jpg', img_closed_gray) # 查找轮廓 contours, hierarchy = cv2.findContours(img_closed_gray, cv2.R

一、图像预处理方法 去噪与增强 示波器图像常存在噪声和光照不均问题。采用高斯滤波消除高频噪声,结合直方图均衡化增强对比度。若存在背景网格干扰,可利用形态学操作(如开运算)分离网格与波形1。 透视矫正与二值化 若图像存在角度倾斜,需通过霍夫变换检测坐标轴边缘,计算旋转角度进行矫正。随后使用自适应阈值算法(如Otsu)完成二值化: 阈值 = arg ⁡ max ⁡ t [ σ b 2 ( t ) ] 阈值=arg t max ​ [σ b 2 ​ (t)] 其中 σ b 2 σ b 2 ​ 为类间方差3。 二、坐标与波形定位 坐标轴检测 采用YOLOv8模型训练自定义数据集,标注示波器图像中的坐标轴区域。输入预处理后的图像,输出坐标轴边界框坐标 ( x m i n , y m i n , x m a x , y m a x ) (x min ​ ,y min ​ ,x max ​ ,y max ​ )。 刻度识别 结合CTPN(Connectionist Text Proposal Network)检测刻度数字区域,配合CRNN(Convolutional Recurrent Neural Network)实现字符识别。需建立刻度-像素映射关系: V r e a l = k ⋅ P p i x e l + b V real ​ =k⋅P pixel ​ +b 其中 k k为比例系数,通过两点标定法计算2。 波形提取 使用U-Net分割网络定位波形主体区域,通过Canny边缘检测获取波形轮廓坐标序列 { ( x i , y i ) } {(x i ​ ,y i ​ )}。 三、特征参数计算 上升沿斜率检测 对波形数据差分求导: d y d x ≈ y i + 1 − y i x i + 1 − x i dx dy ​ ≈ x i+1 ​ −x i ​ y i+1 ​ −y i ​ ​ 定位最大斜率点,取前后10%区域作线性拟合: y = a ⋅ x + b y=a⋅x+b 斜率 a a即为上升沿斜率。 幅度参数计算 最大幅度:波形纵坐标极值差 V p p = max ⁡ ( y i ) − min ⁡ ( y i ) V pp ​ =max(y i ​ )−min(y i ​ ) 纹波幅度:对稳定段数据(如波形顶部)计算标准差 σ = 1 N ∑ i = 1 N ( y i − y ˉ ) 2 σ= N 1 ​ i=1 ∑ N ​ (y i ​ − y ˉ ​ ) 2 ​ 对以上内容进行扩写

from maix import image, camera, display, app, time import numpy as np import cv2 # 硬件初始化 cam = camera.Camera(320, 240) disp = display.Display() # 智能参数配置 params = { 'preprocess': { 'blur_kernel': 5, # 中值滤波核大小 [3/5/7] 'gauss_kernel': (3,3), # 高斯模糊核 'cliplimit': 1.6 # CLAHE对比度限制 }, 'edge': { 'canny_th1': 45, # 动态计算阈值基数 'canny_ratio': 2.5, # 高低阈值比例 'morph_kernel': (3,3) # 边缘连接核 }, 'contour': { 'min_area': 200, # 动态最小面积 'solidity_thresh': 0.98, # 轮廓密实度阈值 'wh_ratio_range': (0.3, 5.0) # 宽高比范围 } } while not app.need_exit(): # 1. 图像采集与预处理 img = cam.read() img_raw = image.image2cv(img, copy=False) gray = cv2.cvtColor(img_raw, cv2.COLOR_BGR2GRAY) # # 2. 智能光照补偿 # clahe = cv2.createCLAHE( # clipLimit=params['preprocess']['cliplimit'], # tileGridSize=(8,8)) # normalized = clahe.apply(gray) # 3. 自适应降噪 blurred = cv2.bilateralFilter( gray, d=6, sigmaColor=50, sigmaSpace=50) # 4. 动态边缘检测 median = np.median(blurred) sigma = 0.1 lower = int(max(0, (1.0 - sigma) * median)) upper = int(min(255, (1.0 + sigma) * median * params['edge']['canny_ratio'])) edged = cv2.Canny(blurred, lower, upper) # 5. 边缘连接优化 kernel = cv2.getStructuringElement( cv2.MORPH_ELLIPSE, params['edge']['morph_kernel']) connected = cv2.morphologyEx(edged, cv2.MORPH_CLOSE, kernel) # 6. 多维度轮廓过滤 contours, hierarchy = cv2.findContours( connected, cv2.RETR_CCOMP, cv2.CHAIN_APPROX_TC89_L1 ) valid_contours = [] for i, cnt in enumerate(contours): # 基础过滤 area = cv2.contourArea(cnt) if area < params['contour']['min_area']: continue # 几何特征分析 hull = cv2.convexHull(cnt) solidity = area / cv2.contourArea(hull) x,y,w,h = cv2.boundingRect(cnt) aspect_ratio = w / float(h) epsilon = 0.015 * cv2.arcLength(cnt, True) approx = cv2.approxPolyDP(cnt, epsilon, True) # 高级过滤条件 if (solidity < params['contour']['solidity_thresh'] or not params['contour']['wh_ratio_range'][0] < aspect_ratio < params['contour']['wh_ratio_range'][1] or len(approx) != 4): # 四角近似轮廓 continue valid_contours.append(cnt) # 层级感知绘制 color = (0,255,0) if hierarchy[0][i][3] == -1 else (0,0,255) cv2.drawContours(img_raw, [cnt], -1, color, 1) # 角点标注 for pt in approx: cv2.circle(img_raw, tuple(pt[0]), 4, (255,255,0), -1) # 计算矩形中心点 M = cv2.moments(cnt) if M["m00"] != 0: cX = int(M["m10"] / M["m00"]) cY = int(M["m01"] / M["m00"]) # 绘制红色实心点标记中心点 cv2.circle(img_raw, (cX, cY), 5, (0, 0, 255), -1) # 打印中心点坐标 # print(f"矩形中心点坐标: ({cX}, {cY})") disp.show(image.cv2image(img_raw))优化识别精度,和帧率

import cv2 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import os # 设置中文字体支持 plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei'] # 用来正常显示中文标签 plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False # 用来正常显示负号 def detect_license_plate(img, visualize=False): """ 车牌检测主函数 :param img: 输入图像 (BGR格式) :param visualize: 是否可视化中间结果 :return: 检测结果图像和车牌位置列表 """ # 0. 备份原始图像 original = img.copy() # 1. 光照补偿 gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY) # 使用CLAHE进行自适应直方图均衡化 clahe = cv2.createCLAHE(clipLimit=2.0, tileGridSize=(8, 8)) enhanced = clahe.apply(gray) if visualize: plt.figure(figsize=(12, 8)) plt.subplot(231), plt.imshow(cv2.cvtColor(original, cv2.COLOR_BGR2RGB)) plt.title("原始图像"), plt.axis('off') plt.subplot(232), plt.imshow(gray, cmap='gray') plt.title("灰度图像"), plt.axis('off') plt.subplot(233), plt.imshow(enhanced, cmap='gray') plt.title("光照补偿后"), plt.axis('off') # 2. 动态Canny边缘检测 # 计算中值作为阈值基础 v = np.median(enhanced) # 设置阈值范围 (动态调整) lower = int(max(0, 0.66 * v)) upper = int(min(255, 1.33 * v)) # 应用Canny边缘检测 edges = cv2.Canny(enhanced, lower, upper) if visualize: plt.subplot(234), plt.imshow(edges, cmap='gray') plt.title(f"Canny边缘检测\n阈值: [{lower}, {upper}]"), plt.axis('off') # 3. 形态学优化 h, w = edges.shape # 计算自适应核大小 (确保为奇数) kernel_size = max(3, min(w, h) // 100) if kernel_size % 2 == 0: kernel_size += 1 kernel = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT, (kernel_size, kernel_size)) # 执行闭运算 (先膨胀后腐蚀) closed = cv2.morphologyEx(edges, cv2.MORPH_CLOSE, kernel) if visualize: plt.subplot(235), plt.imshow(closed, cmap='gray') plt.title(f"形态学优化\n核大小: {kernel_size}x{kernel_size}"), plt.axis('off') # 4. 轮廓检测与筛选 # 查找轮廓 contours, _ = cv2.findContours(closed, cv2.RETR_TREE, cv2.CHAIN_APPRO 代码中 # 2. 动态Canny边缘检测 # 计算中值作为阈值基础 v = np.median(enhanced)运行不了

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