OpenCV-Canny边缘检测

作者：翟天保Steven
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函数原型

void Canny( InputArray image, OutputArray edges,
            double threshold1, double threshold2,
            int apertureSize = 3, bool L2gradient = false );

参数说明

1. InputArray类型的image，输入图像，8位图像。
2. OutputArray类型的edges，输出边缘图，单通道 8 位图像，与 image 大小相同。
3. double类型的threshold1，滞后过程的第一个阈值。
4. double类型的threshold2，滞后过程的第二个阈值。
5. int类型的apertureSize，算子的孔径大小。
6. bool类型的L2gradient，若为ture则使用L2范数计算图像梯度幅度，若为false，则用L1范数。

函数原理

       Canny边缘检测算法是一种多级边缘检测算法，也被很多人认为是边缘检测的最优算法。其目标是找到一个最优的边缘检测算法，用三个主要评价标准来表征是否为最优：

1. 低错误率：标识出尽可能多的实际边缘，同时尽可能地减少噪声产生的误报；
2. 高定位率：标识出的边缘要与图像中的实际边缘尽可能接近。
3. 最小响应：图像中的边缘只能标识一次，并且可能存在的图像噪声不应标识为边缘。

       为了满足上述标准，Canny使用了变分法，这是一种寻找满足特定功能的函数的方法。最优检测用4个指数函数项的和表示，其非常近似于高斯函数的一阶导数。

       Canny边缘检测的步骤：

1. 消除噪声，采用高斯平滑滤波器卷积降噪。
2. 计算梯度幅值和方向。梯度方向一般取0、45、90、135中的一个。
3. 非极大值抑制。这是为了排除非边缘像素，仅仅保留一些细线条，作为候选边缘。
4. 滞后阈值。如参数列表所示，有两个阈值（高阈值和低阈值）。若某一像素位置的幅值超过高阈值，该像素被保留为边缘像素；若某一像素位置的幅值小于低阈值，该像素被排除；若处于两阈值之间，该像素仅仅在连接到一个高于高阈值的像素时被保留。

测试代码

#include 
#include 

using namespace std;
using namespace cv;

void main()
{
	// 灰度Canny检测
	Mat src = imread("test.jpg", 0);
	Mat result;
	Canny(src, result, 100, 150, 3, true);

	// 高阶Canny用法，转灰度图，降噪，将得到的边缘作为掩码加到原图上，得到彩色的边缘图
	Mat src2 = imread("test.jpg");
	Mat edge, result2;
	result2=cv::Mat::zeros(src2.size(), src2.type());
	blur(src, edge, Size(5, 5));
	Canny(edge, edge, 3, 9, 3);
	src2.copyTo(result2, edge);

	// 结果显示
	imshow("src", src2);
	imshow("gray", result);
	imshow("color", result2);
	waitKey(0);
	system("pause");
}

测试效果

图1 原图

图2 灰度边缘图

图3 彩色边缘图

       注意函数的两个阈值与边缘的识别息息相关。

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