学习资料参考:
张平.《OpenCV算法精解:基于Python与C++》.[Z].北京.电子工业出版社.2017.
前言
标准霍夫圆的检测比较简单,与霍夫直线检测类似,此处不再提及。
原理
如下图所示:
其中蓝色部分就是该点的梯度,也就是点在圆上的切线。 做切线的垂直方向直线,得到如下所示: 其中紫色的点,即为法线的交点。
现在,我们只知道部分点和该点的梯度方向,如下图所示:
现在的任务就是找到哪些点是位于同一个圆上。按照上述的方法,我们做出每个点的梯度方向的法线,可得到如下所示:
根据上图可以发现,粉色的点有三条法线穿过,其余两个蓝色的点各有两条直线穿过。原理上将根据法线穿过的数量记为该点为圆心的支持度。
那么选择上述粉色点作为圆心可得如下所示的圆:
那么使用程序实现,也就是基于梯度的霍夫圆的检测步骤为:
- 确定圆心
- 确定半径,进而确定圆
那么实现中的第一步如何确定每个点的梯度的方向,可以借助sobel算子,该算子可以提供边缘梯度。而在opencv库函数中,提供了HoughCircles(imgae, method, dp, minDist, circles, param1, param2, minRadius, maxRadius) .该函数在内部使用了sobel进行边缘的二值化。
python实现
import cv2
if __name__ == "__main__":
image = cv2.imread(r"C:\Users\1\Pictures\test2.jpg")
cv2.imshow("src", image)
circles = cv2.HoughCircles(cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY), cv2.HOUGH_GRADIENT, 1, 100, 200, param2=60, minRadius=54)
print(circles.shape)
n = circles.shape[1]
for i in range(n):
center = (int(circles[0, i, 0]), int(circles[0, i, 1]))
radius = int(circles[0, i, 2])
cv2.circle(image, center, radius, 255, 3)
cv2.imshow("test", image)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()
运行结果
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