这篇文章主要介绍OpenCV中边缘检测的示例分析,文中介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们一定要看完!
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人类能够仅凭一张背景剪影或一个草图就识别出物体类型和姿态。
其中OpenCV提供了许多边缘检测滤波函数,这些滤波函数都会将非边缘区域转为黑色,将边缘区域转为白色或其他饱和的颜色。
不过这些滤波函数都很容易将噪声错误地识别为边缘,所以需要进行模糊处理。
本次的模糊操作使用高斯模糊(低通滤波器),最常用的模糊滤波器(平滑滤波器)之一,是一个削弱高频信号强度的低通滤波器。
低通滤波器,在像素与周围像素的亮度差值小于一个特定值时,平滑该像素的亮度,主要用于去噪和模糊化。
边缘检测则是使用OpenCV的Canny函数实现,算法虽然很复杂,但是代码却很简单。
5个步骤,使用高斯滤波器对图像去噪、计算梯度、在边缘上使用非大抑制(NMS)、在检测到的边缘上使用双(double)阈值去除阳性(false positive)、分析所有的边缘及其连接,保留真正的边缘并消除不明显的边缘。
下面就来实现一下「跳一跳」的边缘检测,得以获取方块的中心位置。
/ 01 / 边缘检测
Canny边缘检测代码如下。
import cv2 import numpy as np # 读取原图像 img = cv2.imread('game.png', 0) # 显示原图像 cv2.namedWindow('img', 0) cv2.resizeWindow('img', 400, 600) cv2.imshow('img', img) # 高斯模糊 img_rgb = cv2.GaussianBlur(img, (5, 5), 0) canny_img = cv2.Canny(img_rgb, 1, 10) # 显示边缘检测图像 cv2.namedWindow('canny', 0) cv2.resizeWindow('canny', 400, 600) cv2.imshow('canny', canny_img) # 输出边缘检测图像的高和宽 H, W = canny_img.shape print(H, W)
输出的图像高宽分别为1920和1080。
下面是原图像灰度图和边缘检测图像。
接下来,通过边缘检测图像找到方块的第一个顶点(上顶点)。
# 第一个顶点的高度,row为列表(代表每一行的像素值),max(row)获取列表中大的像素值 y_top = np.nonzero([max(row) for row in canny_img[400:]])[0][0] + 400
对图像高度大于400的行进行遍历(这样可以去除上方数字270以及小程序块的影响)。
np.nonzero()表示获取列表元素数值不为0的位置,第一个即为上顶点的高度值。
接下来获取上顶点的宽度值。
# 第一个顶点的宽度 x_top = int(np.mean(np.nonzero(canny_img[y_top])))
这里发现有好几个水平点,所以最后取平均值。
接下来对方块下顶点的位置进行确定。
为了跳过小白圈的影响,在上顶点高度的基础上加上80个像素大小。
然后往下方遍历,宽度值保持不变,直至找到像素值不为0的点。
便得到了方块的下顶点坐标。
# 跳过小白圈,然后遍历 y_bottom = y_top + 80 for row in range(y_bottom, H): if canny_img[row, x_top] != 0: y_bottom = row break # 得到方块的中心点 x_center, y_center = x_top, (y_top + y_bottom) // 2 # 绘制以方块中心点为圆心的圆 cv2.circle(canny_img, (x_center, y_center), 33, (255, 0, 255), 2) # 显示得到的图像 cv2.namedWindow('result', 0) cv2.resizeWindow('result', 400, 600) cv2.imshow('result', canny_img) # 结束 cv2.waitKey(0) cv2.destroyAllWindows()
最后通过上下顶点的坐标,得到方块的中心点。
左图为边缘检测原图,右图为找到方块中心点并以中心点为圆心绘制圆形的图像。
/ 02 / 跳动实现
现在结合之前模板匹配获得到的小跳棋位置,计算两中心的距离。
勾三股四弦五,便能得到两个中心的距离了。
看下图,一目了然。
玩过跳一跳的应该都知道,对于不同的距离,我们需要按压的时间是不同的。
所以可以给距离和按压时间设置一个相关参数,此处设置为1.35。
对于我的手机简直完美匹配(与屏幕大小有关)。
最后通过adb命令完成一定的按压时间,完成「跳一跳」自动化。
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