java - Canny 边缘检测未检测到 100% 水平/未旋转的线

问题描述

Canny 边缘检测是否不应该检测纯的、非旋转的水平线？

这些是输入图像：

左： 100% 水平（非旋转）非模糊线条
右：相同图像旋转 1°

相应的输出“边缘”图像：

（为了更好地判断，图像在这里放大了 2 倍，没有进行平滑处理。）

图像使用阈值 low=250x0.66 和 high=250x1.33 和内核大小 k=3 进行处理。

虽然梯形图像产生了令人满意的结果，但前图像没有。

图像目前没有进一步预处理，你看到的是进入 Canny 的内容。

我创建了第一个图像作为测试数据。它可能是一个构造案例，尽管这样的线条可能会出现在现实世界的场景中。

MCVE：

public class q58884116 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        System.load(new File(Paths.get("target", "classes", "libopencv_java412.so").toString()).getAbsolutePath());

        File inFile = new File(args[0]);
        File outFile = new File(args[1]);

        Mat imageColor = Imgcodecs.imread(inFile.getAbsolutePath(), Imgcodecs.IMREAD_COLOR);
        Mat patternProbeImage = new Mat();
        Imgproc.cvtColor(imageColor, patternProbeImage, Imgproc.COLOR_BGR2GRAY);

        Mat edges = new Mat();
        // Value determined from histogram in Gimp.
        Imgproc.Canny(patternProbeImage, edges, 250 * 0.66, 250 * 1.33, 3, true);

        Imgcodecs.imwrite(outFile.getAbsolutePath(), edges);
    }
}

输入图像（未缩放）：input.png

从 Git 编译
OpenCV 4.1.2
cmake 3.7.2
GCC 6.3.0
openjdk 1.8.0_232
使用 Java 库。

构建步骤：

$ git clone https://github.com/opencv/opencv.git
$ cd opencv/
$ git checkout 4.1.2
$ cd cmake/
$ cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX="/opt/opencv" ..
$ make -j4
$ make install

我必须承认，我不熟悉 Canny 背后的理论，甚至一般的计算机视觉。我刚刚开始使用它。虽然我可以想象这可能是由Sobel 函数使用的 Gy 矩阵的零行引起的（在 Canny 函数文章中提到过）。

如果这确实是 Canny 的限制，那么处理这种情况的常用方法是什么（简而言之）？

我凭经验处理了这个问题：我创建了一个白色到黑色的渐变图像，上面有一个黑色的光栅图案。光栅应代表原始测试图像在不同背景上的线条。

这是我们的输入图像：

（为更漂亮的帖子裁剪和调整大小，下载原版。）

MCVE 被扩展以生成各种阈值范围的边缘（不是所有可能的组合，但相当数量）：

for (int i = 0; i < 255 - 50; i++) {
    Mat edges = new Mat();
    Imgproc.Canny(patternProbeImage, edges, i, i + 50, 3, true);

    Imgcodecs.imwrite(getOutputFile(outFile, "lb-0-" + String.format("%03d", i)).getAbsolutePath(), edges);
}

然后我们可以检查生成的边缘。

使用这一衬里，生成所有图像的马赛克（精灵），以便于检查：

$ convert gradient-grating.out.lb-0-*.png +append  gradient-grating.out.lb.png

这是结果：

可以看出，随着阈值的增加，Canny 无法在最小值侧（顶部）检测到越来越多的边缘。我预料到了这一点。尽管在最大值方面，无论给出什么阈值，Canny 都无法检测到边缘。

标签： javaopencvedge-detectioncanny-operator

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解决方案

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