java - Canny 边缘检测不检测 100% 水平/未旋转的线

Question

Canny 边缘检测是否应该不检测纯的、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
右:旋转 1° 的同一图像

对应的输出“边缘”图像:

(为了更好的判断，图像在这里缩放了 2 倍，没有平滑。)

使用阈值 low=250x0.66 和 high=250x1.33 以及内核大小 k=3 处理图像。

虽然阶梯图像产生了令人满意的结果，但前者图像却没有。

图像目前没有进一步预处理，您看到的是 Canny 中的内容。

我创建了第一张图片作为测试数据。这可能是一个构造的案例，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
• 海湾合作委员会 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

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我必须承认，我不熟悉 Canny 背后的理论，甚至不熟悉一般的计算机视觉。我才刚刚开始。虽然我可以想象这可能是由 Sobel function 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 的局限性，那么处理此类情况的常用方法是什么(简而言之)？

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我是根据经验来处理这个问题的:我创建了一个白到黑的渐变图像上面有黑色的光栅图案。光栅应代表不同背景上原始测试图像的线条。

这是我们的输入图像:

(为更漂亮的帖子裁剪和调整大小，download original。)

MCVE 被扩展以生成各种阈值范围的边缘(不是每种可能的组合都有，但数量相当):

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。

使用这个衬垫，可以生成所有图像的马赛克( Sprite )，以便更容易检查:

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

这是结果:

可以看出，Canny 无法在最小值上检测到越来越多的边缘值侧(顶部)随着阈值的降低而增加。我预料到了这一点。尽管在最大值方面，无论给定什么阈值，Canny 都永远无法检测到边缘。

Answer 1

尝试保存图像，然后直接打开图像文件。这可能只是绘图仪如何渲染图像的问题。

我自己也遇到了同样的问题，但是已经解决了。我正在使用 matplotlib 通过 jupyter notebook 查看我的边缘图像。 100% 的水平边缘在笔记本内部显示时不会呈现。但是当我将它保存为png并直接打开图像文件时，水平边缘实际上就在那里。