图像处理之hough圆形检测

news2024/11/18 19:59:36

hough检测原理

点击图像处理之Hough变换检测直线查看
下面直接描述检测圆形的方法

基于Hough变换的圆形检测方法

对于一个半径为 r r r,圆心为 ( a , b ) (a,b) a,b的圆,我们将其表示为:
( x − a ) 2 + ( y − b ) 2 = r 2 (x-a)^2+(y-b)^2=r^2 (xa)2+(yb)2=r2
此时 x = [ x , y ] T , a = [ a , b , r ] T x=[x,y]^T,a=[a,b,r]^T x=[x,y]Ta=[a,b,r]T,其参数空间为三维。显然,图像空间上的一点 ( x , y ) (x,y) x,y,在参数空间中对应着一个圆锥,如下图所示。
在这里插入图片描述
而图像空间的一个圆就对应着这一簇圆锥相交的一个点,这个特定点在参数空间的三维参数一定,就表示一定半径一定圆心坐标的图像空间的那个圆。
上述方法是经典的Hough圆检测方法的原理,它具有精度高,抗干扰能力强等优点,但由于该方法的参数空间为三维,要在三维空间上进行证据累计的话,需要的时间和空间都是庞大的,在实际应用中不适用。为加快Hough变换检测圆的速度,学者们进行了大量研究,也出现了很多改进的Hough变换检测圆的方法。如利用图像梯度信息的Hough变换,对圆的标准方程对x求导得到下式:
2 ( x − a ) + 2 ( y − b ) d y d x = 0 2(x-a)+2(y-b)\frac{dy}{dx}=0 2(xa)+2(yb)dxdy=0
从上式看出,此时的参数空间从半径 r r r,圆心 ( a , b ) (a,b) a,b三维,变成了只有圆心 ( a , b ) (a,b) a,b的二维空间,利用这种方法检测圆其计算量明显减少了。
但这种改进的Hough变换检测圆的方法其检测精度并不高,原因在于,此种方法利用了边界斜率。
从本质上讲,边界斜率其实是用曲线在某一点的弦的斜率来代替的,这种情况下,要保证不存在误差,只有在弦长为零的情况。但在数字图像中,曲线的表现形式是离散的,其在某一点处的斜率指的是此点右向n步斜率或是左向n步斜率。如果弦长过小了,斜率的量化误差就会增大。这种方法比较适用于干扰较少的完整圆形目标。
在这里插入图片描述

主要代码:

def AHTforCircles(edge,center_threhold_factor = None,score_threhold = None,min_center_dist = None,minRad = None,maxRad = None,center_axis_scale = None,radius_scale = None,halfWindow = None,max_circle_num = None):
    if center_threhold_factor == None:
        center_threhold_factor = 10.0
    if score_threhold == None:
        score_threhold = 15.0
    if min_center_dist == None:
        min_center_dist = 80.0
    if minRad == None:
        minRad = 0.0
    if maxRad == None:
        maxRad = 1e7*1.0
    if center_axis_scale == None:
        center_axis_scale = 1.0
    if radius_scale == None:
        radius_scale = 1.0
    if halfWindow == None:
        halfWindow = 2
    if max_circle_num == None:
        max_circle_num = 6
    min_center_dist_square = min_center_dist**2


    sobel_kernel_y = np.array([[-1.0, -2.0, -1.0], [0.0, 0.0, 0.0], [1.0, 2.0, 1.0]])
    sobel_kernel_x = np.array([[-1.0, 0.0, 1.0], [-2.0, 0.0, 2.0], [-1.0, 0.0, 1.0]])
    edge_x = convolve(sobel_kernel_x,edge,[1,1,1,1],[1,1])
    edge_y = convolve(sobel_kernel_y,edge,[1,1,1,1],[1,1])

    center_accumulator = np.zeros((int(np.ceil(center_axis_scale*edge.shape[0])),int(np.ceil(center_axis_scale*edge.shape[1]))))
    k = np.array([[r for c in range(center_accumulator.shape[1])] for r in range(center_accumulator.shape[0])])
    l = np.array([[c for c in range(center_accumulator.shape[1])] for r in range(center_accumulator.shape[0])])
    minRad_square = minRad**2
    maxRad_square = maxRad**2
    points = [[],[]]

    edge_x_pad = np.pad(edge_x,((1,1),(1,1)),'constant')
    edge_y_pad = np.pad(edge_y,((1,1),(1,1)),'constant')
    Gaussian_filter_3 = 1.0 / 16 * np.array([(1.0, 2.0, 1.0), (2.0, 4.0, 2.0), (1.0, 2.0, 1.0)])

    for i in range(edge.shape[0]):
        for j in range(edge.shape[1]):
            if not edge[i,j] == 0:
                dx_neibor = edge_x_pad[i:i+3,j:j+3]
                dy_neibor = edge_y_pad[i:i+3,j:j+3]
                dx = (dx_neibor*Gaussian_filter_3).sum()
                dy = (dy_neibor*Gaussian_filter_3).sum()
                if not (dx == 0 and dy == 0):
                    t1 = (k/center_axis_scale-i)
                    t2 = (l/center_axis_scale-j)
                    t3 = t1**2 + t2**2
                    temp = (t3 > minRad_square)&(t3 < maxRad_square)&(np.abs(dx*t1-dy*t2) < 1e-4)
                    center_accumulator[temp] += 1
                    points[0].append(i)
                    points[1].append(j)

    M = center_accumulator.mean()
    for i in range(center_accumulator.shape[0]):
        for j in range(center_accumulator.shape[1]):
            neibor = \
                center_accumulator[max(0, i - halfWindow + 1):min(i + halfWindow, center_accumulator.shape[0]),
                max(0, j - halfWindow + 1):min(j + halfWindow, center_accumulator.shape[1])]
            if not (center_accumulator[i,j] >= neibor).all():
                center_accumulator[i,j] = 0
                                                                        # 非极大值抑制

    plt.imshow(center_accumulator,cmap='gray')
    plt.axis('off')
    plt.show()

    center_threshold = M * center_threhold_factor
    possible_centers = np.array(np.where(center_accumulator > center_threshold))  # 阈值化


    sort_centers = []
    for i in range(possible_centers.shape[1]):
        sort_centers.append([])
        sort_centers[-1].append(possible_centers[0,i])
        sort_centers[-1].append(possible_centers[1,i])
        sort_centers[-1].append(center_accumulator[sort_centers[-1][0],sort_centers[-1][1]])

    sort_centers.sort(key=lambda x:x[2],reverse=True)

    centers = [[],[],[]]
    points = np.array(points)
    for i in range(len(sort_centers)):
        radius_accumulator = np.zeros(
            (int(np.ceil(radius_scale * min(maxRad, np.sqrt(edge.shape[0] ** 2 + edge.shape[1] ** 2)) + 1))),dtype=np.float32)
        if not len(centers[0]) < max_circle_num:
            break
        iscenter = True
        for j in range(len(centers[0])):
            d1 = sort_centers[i][0]/center_axis_scale - centers[0][j]
            d2 = sort_centers[i][1]/center_axis_scale - centers[1][j]
            if d1**2 + d2**2 < min_center_dist_square:
                iscenter = False
                break

        if not iscenter:
            continue

        temp = np.sqrt((points[0,:] - sort_centers[i][0] / center_axis_scale) ** 2 + (points[1,:] - sort_centers[i][1] / center_axis_scale) ** 2)
        temp2 = (temp > minRad) & (temp < maxRad)
        temp = (np.round(radius_scale * temp)).astype(np.int32)
        for j in range(temp.shape[0]):
            if temp2[j]:
                radius_accumulator[temp[j]] += 1
        for j in range(radius_accumulator.shape[0]):
            if j == 0 or j == 1:
                continue
            if not radius_accumulator[j] == 0:
                radius_accumulator[j] = radius_accumulator[j]*radius_scale/np.log(j) #radius_accumulator[j]*radius_scale/j
        score_i = radius_accumulator.argmax(axis=-1)
        if radius_accumulator[score_i] < score_threhold:
            iscenter = False

        if iscenter:
            centers[0].append(sort_centers[i][0]/center_axis_scale)
            centers[1].append(sort_centers[i][1]/center_axis_scale)
            centers[2].append(score_i/radius_scale)

    centers = np.array(centers)
    centers = centers.astype(np.float64)

    return centers

代码效果:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

全部代码可见本人GitHub仓库,如果代码有用,please click star and watching
hough检测之前需要canny算子检测基础的边缘,点击这里可以查看有关canny算法相关内容

如果本文对你有帮助,关注加点赞!!!!!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/791461.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

模拟量采集S_ITR函数(信捷C语言FC)

模拟量采集和转换函数非常简单,这里不再介绍,想了解具体算法的可以查看下面博客文章: PLC模拟量输入 模拟量转换FC S_ITR_博途模拟量转换程序_RXXW_Dor的博客-CSDN博客模拟量采集、工业现场应用特别广泛、大部分传感器的测量值和输出信号都是线型关系,所以我们可以利用线性…

SpringBoot中定时任务开启多线程避免多任务堵塞

场景 SpringBoot中定时任务与异步定时任务的实现&#xff1a; SpringBoot中定时任务与异步定时任务的实现_霸道流氓气质的博客-CSDN博客 使用SpringBoot原生方式实现定时任务&#xff0c;已经开启多线程支持&#xff0c;以上是方式之一。 除此之外还可通过如下方式。 为什…

对话商汤王晓刚:“百模大战”下半场,如何才能突出重围?

点击关注 文 | 姚悦 今年最早发布的那批大模型&#xff0c;现在怎么样了&#xff1f; 近期&#xff0c;商汤科技宣布“商汤日日新SenseNova”大模型体系完成了第一次重大迭代。这距离其发布过去3个月时间。 “每天不断接到用户调用&#xff0c;收到建议反馈后&#xff0c;每隔…

Java开发基础系列(十二):集合对象(List接口)

&#x1f60a; 作者&#xff1a; 一恍过去 &#x1f496; 主页&#xff1a; https://blog.csdn.net/zhuocailing3390 &#x1f38a; 社区&#xff1a; Java技术栈交流 &#x1f389; 主题&#xff1a; Java开发基础系列(十二)&#xff1a;集合对象(List接口) ⏱️ 创作时间…

【技术】国标GB视频平台设备接入EasyCVR后,如何获取RTMP与RTSP视频流

安防视频监控平台EasyCVR可拓展性强、视频能力灵活、部署轻快&#xff0c;可支持的主流标准协议有国标GB28181、RTSP/Onvif、RTMP等&#xff0c;以及支持厂家私有协议与SDK接入&#xff0c;包括海康Ehome、海大宇等设备的SDK等。平台既具备传统安防视频监控的能力&#xff0c;比…

esp32_arduino的开发库安装笔记

1.1 Arduino软件下载与安装 Arduino官网下载地址&#xff1a;https://www.arduino.cc/en/software。 1.2在线安装 选择文件 - 首选项。 在附加开发板管理器网址中添加以下链接中的一个。 (1)Stable release link: https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-es…

2023第二届中国绿色钢铁国际大会 演讲嘉宾更新

2023第二届中国绿色钢铁国际峰会将于9月21日-22日在上海举办&#xff0c;本次会议线上线下同步举行。 峰会将从钢铁行业上中下游全产业链视角出发&#xff0c;聚焦能源及原料结构创新&#xff0c;传统高炉技术路线低碳化创新&#xff0c;氢能冶金、二氧化碳捕集、利用或储存技…

借降本增效之名,探索开闭原则架构设计

引语 在我们的研发生产活动中&#xff0c;经常会遇到如下类似的疑惑&#xff1a; 业务和技术在公司组织活动中&#xff0c;究竟应该各扮演什么样的角色&#xff1f; 技术的目的是什么&#xff1f; 研发生产活动中&#xff0c;如何提高生产事故发生的下限&#xff1f; 如何充…

el-table表格自动滚动

实现效果如下&#xff1a; 功能点&#xff1a; 1. 当表格内容超出时&#xff0c;自动滚动&#xff0c;滚动到最后一条之后在从头滚动。 2. 表格中的数据会定时刷新&#xff0c;刷新后数据更新。 3. 鼠标移入表格中&#xff0c;停止滚动&#xff1b;移出后&#xff0c;继续滚…

微信小程序数字键盘(仿微信转账键盘)

微信小程序input自带数字输入键盘&#xff0c;不过是直接调用的系统键盘&#xff0c;无法个性化。 代码中使用使用了Vant WeappVant UI小程序版&#xff0c;这里就不介绍相关安装说明了&#xff0c;大家自行安装Vant Weapp。 json 用到的组件 {"usingComponents": …

第三章:Seed,Expand and Constrain:——种子、扩展和约束:弱监督图像分割的三个原则

0.摘要 我们引入了一种新的损失函数&#xff0c;用于基于三个指导原则进行弱监督训练的语义图像分割模型&#xff1a;使用弱定位线索进行种子标记&#xff0c;根据图像中可能出现的类别信息扩展对象&#xff0c;将分割结果约束在物体边界上。我们通过实验证明&#xff0c;使用所…

【C++模板进阶】

目录 一、模板使用时的一个小注意点二、非类型模板参数三、类模板的特化3.1函数模板的特化3.2类模板的特化3.2.1全特化3.2.2偏特化 四、模板的分离编译4.1模板不支持分离编译4.2模板分离编译报错的分析4.2解决方案 五、模板的总结 一、模板使用时的一个小注意点 在使用模板时&…

创建Electron项目

一、使用vite 构建 electron项目 npm init vitelatest Need to install the following packages:create-vitelatest Ok to proceed? (y) y √ Project name: ... CertificateDownload √ Package name: ... certificatedownload √ Select a framework: Vue √ Select a var…

java正则表达式「.*?」匹配什么

先说结论&#xff1a;以非贪婪的方式匹配正则表达式".*" 举例子&#xff1a; String s "abdcababc"; String regx1 "ab(.*)c"; String regx2 "ab(.*?)c"; Pattern pattern1 Pattern.compile(regx1); Pattern pattern2 Pattern…

分组排序及首单时间计算

import pandas as pd import numpy as np downpath/Users/kangyongqing/Downloads/ downfile20230725_105033.csvddpd.read_csv(downpathdownfile) dd.rename(columns{student_user_id:学生id},inplaceTrue) result[] for i in range(dd.shape[0]):user,feetimedd.loc[i,[学生…

AES-CTR加密模式介绍 例题

文章目录 CTR&#xff08;Counter mode&#xff0c;CTR&#xff09;计数器模式题目一题目描述&#xff1a;题目分析&#xff1a; 浅记一下 CTR&#xff08;Counter mode&#xff0c;CTR&#xff09;计数器模式 原理&#xff1a; CTR将块密码变为流密码。它通过递增一个加密计数…

防御第三天

1.总结当堂NAT与双机热备原理&#xff0c;形成思维导图 2.完成课堂NAT与双机热备实验 fw1: <USG6000V1>sy [USG6000V1]int g0/0/0 [USG6000V1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.18.2 24 [USG6000V1-GigabitEthernet0/0/0]service-manage all permit (地址无所谓&…

NVM下安装NPM、CNPM详解与坑不是内部命令

设置npm的全局安装路径&#xff1a;有了可以不设置 npm config set prefix "H:\A-work\nvm\npm"C盘用户文件夹&#xff08;C:\Users[name]&#xff09;下会生成一个.npmrc的文件&#xff0c;用记事本打开后可以看到如下内容&#xff1a; 配置环境变量&#xff08;重…

Sip IP网络对讲广播模块,sip网络寻呼话筒音频模块

Sip IP网络对讲广播模块&#xff0c;sip网络寻呼话筒音频模块 模块介绍 SV-2401VP和SV-2403VPIP网络对讲广播模块是一款通用的独立SIP音频功能模块&#xff0c;可以轻松地嵌入到OEM产品中。该模块对来自网络的SIP协议及RTP音频流进行编解码。 该模块支持多种网络协议和音频编…

AdaBoost的求解流程

对于任意Boosting算法&#xff0c;都需要明确以下几点&#xff1a; ① 损失函数&#x1d43f;(&#x1d465;,&#x1d466;)的表达式是什么&#xff1f;损失函数如何影响模型构建&#xff1f; ② 弱评估器&#x1d453;(&#x1d465;)是什么&#xff0c;当下boosting算法使用…