霍夫直线检测python_opencv+python -- 霍夫直线检测

1.霍夫变换(Hough Transform) 霍夫变换是图像处理中从图像中识别几何形状的基本方法之一,应用很广泛,也有很多改进算法。主要用来从图像中分离出具有某种相同特征的几何形状(如,直线,圆等)。最基本的霍夫变换是从黑白图像中检测直线(线段)。

2.Hough变换的原理是将特定图形上的点变换到一组参数空间上,根据参数空间点的累计结果找到一个极大值对应的解,那么这个解就对应着要寻找的几何形状的参数(比如说直线,那么就会得到直线的斜率k与常熟b,圆就会得到圆心与半径等等)

3.霍夫线变换是一种用来寻找直线的方法。用霍夫线变换之前, 首先需要对图像进行边缘检测的处理,也即霍夫线变换的直接输入只能是边缘二值图像。

Code

import cv2 as cv

import numpy

def line_detection(image):

# 标准霍夫线变换

gray = cv.cvtColor(image, cv.COLOR_BGR2GRAY)

edges = cv.Canny(gray, 50, 150, apertureSize=3)

lines = cv.HoughLines(edges, 1, numpy.pi/180, 200)

for line in lines:

# print(type(line))

rho, theta = line[0] # line[0]存储的是点到直线的极径和极角,其中极角是弧度表示的。

a = numpy.cos(theta) # theta是弧度

b = numpy.sin(theta)

x0 = a * rho # 代表x = r * cos(theta)

y0 = b * rho # 代表y = r * sin(theta)

x1 = int(x0 + 1000 * (-b)) # 计算直线起点横坐标

y1 = int(y0 + 1000 * a) # 计算起始起点纵坐标

x2 = int(x0 - 1000 * (-b)) # 计算直线终点横坐标

y2 = int(y0 - 1000 * a) # 计算直线终点纵坐标

# 注:这里的数值1000给出了画出的线段长度范围大小,数值越小,画出的线段越短,数值越大,画出的线段越长

cv.line(image, (x1, y1), (x2, y2), (0, 0, 255), 2) # 点的坐标必须是元组,不能是列表

cv.imshow("image_line", image)

def line_detect_possible_demo(image):

# 统计概率霍夫线变换

gray = cv.cvtColor(image, cv.COLOR_BGR2GRAY)

edges = cv.Canny(gray, 50, 150, apertureSize=3) # apertureSize参数默认其实就是3

lines = cv.HoughLinesP(edges, 1, numpy.pi/180, 100, minLineLength=50, maxLineGap=10)

for line in lines:

print(type(line))

x1, y1, x2, y2 = line[0]

cv.line(image, (x1, y1), (x2, y2), (0, 0, 255), 2)

cv.imshow("line_detect_possible_demo", image)

src = cv.imread("./data/sudoku.png", cv.IMREAD_COLOR)

cv.namedWindow("line", cv.WINDOW_AUTOSIZE)

cv.imshow("line", src)

# line_detection(src)

line_detect_possible_demo(src)

cv.waitKey(0)

cv.destroyAllWindows()

运行结果

原图sudoku.png

API

1.opencv的HoughLines函数是标准霍夫线变换函数,该函数的功能是通过一组参数对

的集合来表示检测到的直线,其函数原型为:HoughLines(image, rho, theta, threshold[, lines[, srn[, stn[, min_theta[, max_theta]]]]]) -> lines

image参数表示边缘检测的输出图像,该图像为单通道8位二进制图像。

rho参数表示参数极径

以像素值为单位的分辨率,这里一般使用1像素。

theta参数表示参数极角

以弧度为单位的分辨率,这里使用1度。

threshold参数表示检测一条直线所需最少的曲线交点。

lines参数表示储存着检测到的直线的参数对

的容器 。

srn参数、stn参数默认都为0。如果srn = 0且stn = 0,则使用经典的Hough变换。

min_theta参数表示对于标准和多尺度Hough变换,检查线条的最小角度。

max_theta参数表示对于标准和多尺度Hough变换,检查线条的最大角度。

2.opencv的HoughLinesP函数是统计概率霍夫线变换函数,该函数能输出检测到的直线的端点

,其函数原型为:HoughLinesP(image, rho, theta, threshold[, lines[, minLineLength[, maxLineGap]]]) -> lines

image参数表示边缘检测的输出图像,该图像为单通道8位二进制图像。

rho参数表示参数极径

以像素值为单位的分辨率,这里一般使用 1 像素。

theta参数表示参数极角

以弧度为单位的分辨率,这里使用 1度。

threshold参数表示检测一条直线所需最少的曲线交点。

lines参数表示储存着检测到的直线的参数对

(x_{start}, y_{start}, x_{end}, y_{end})

的容器,也就是线段两个端点的坐标。

minLineLength参数表示能组成一条直线的最少点的数量,点数量不足的直线将被抛弃。

maxLineGap参数表示能被认为在一条直线上的亮点的最大距离。

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