الگوریتم Canny در سی پلاس پلاس قسمت 1
الگوریتم Canny در ++C
لبه یاب کنی توسط جان اف کنی در سال 1986 ایجاد شد و هنوز یک لبه یاب استاندارد و با دقت و کیفیت بالا میباشد.الگوریتم لبه یابی کنی یکی از بهترین لبه یابها تا به امروز است. در ادامه روش کار این الگوریتم و هم چنین کد الگوریتم Canny در ++C را بررسی خواهیم کرد. این الگوریتم لبه یابی از سه بخش اصلی زیر تشکیل شده است:
- تضعیف نویز
- پیدا کردن نقاطی که بتوان آنها را به عنوان لبه در نظر گرفت
- حذب نقاطی که احتمال لبه بودن آنها کم است
معیارهایی که در لبه یاب کنی مطرح است:
1 -پایین آوردن نرخ خطا- یعنی تا حد امکان هیچ لبه ای در تصویر نباید گم شود و هم چنین هیچ چیزی که لبه نیست نباید به جای لبه فرض شود. لبه هان پیدا شده تا حد ممکن به لبه ها اصلی
نزدیک باشند.
2 -لبه در مکان واقعی خود باشد- یعنی تا حد ممکن لبه ها کمترین فاصله را با مکان واقعی خود داشته باشند.
3 -بران هر لبه فقط یک پاسخ داشته باشیم.
4 -لبه ها کمترین ضخامت را داشته باشند- (در صورت امکان یک پیکسل).
لبه یاب کنی بخاطر توانایی در تولید لبه های نازک تا حد یک ییکسل برای لبه های پیوسته معروف شده است. این لبه یاب شامل چهار مرحله و چهار ورودی زیر است:
یک تصویر ورودی
یک پارامتر به نام سیگما جهت مقدار نرم کنندگی تصویر
یک حد آستانه بالا (Th)
یک حد آستانه پایین (Tl)
مراحل الگوریتم Canny:
1- در ابتدا باید تصویر رنگی را به جهت لبه یابی بهتر به یک تصویر سطح خاکسترن تبدیب کرد.
2- نویز را از تصویر دریافتی حذف کرد. بدلیل اینکه فیلتر گاوسین از یک ماسک ساده برای حذف نویز استفاده می کند لبه یاب کنی در مرحله اول برای حذف نویز آن را بکار میگیرد.
3- در یک تصویر سطح خاکستر جایی را که بیشترین تغییرات را داشته باشند به عنوان لبه در نظر گرفته می شوند و این مکانها با گرفتن گرادیان تصویر با استفاده عملگر سوبل بدست می آیند. سپس لبه های مات یافت شده به لبه های تیزتر تبدیل می شوند.
4- برخی از لبه های کشف شده واقعا لبه نیستند و در واقع نویز هستند که باید آنها توسط حد آستانه هیسترزیس فیلتر شوند.هیسترزیس از دو حد آستانه بالاتر (Th) و حد آستانه پایین تر (Tl) استفاده کرده و کنی پیشنهاد می کند که نسبت استانه بالا به پایین سه به یک باشد.
این روش بیشتر به کشف لبه های ضعیف به درستی می پردازد و کمتر فریب نویز را می خورد و از بقیه روش ها بهتر است.
کد الگوریتم Canny در ++C:
برای الگوریتم Canny دو کد زیر ارائه می شود که کد شماره 2 کد کاملتری است.
کد شماره الگوریتم 1 الگوریتم Canny در ++C:
در زیر استفاده از الگوریتم کنی در ++C است. توجه داشته باشید که تصویر ابتدا به تصویر سیاه و سفید تبدیل می شود، سپس فیلتر گاوسی برای کاهش نویز در تصویر استفاده می شود. سپس الگوریتم Canny برای تشخیص لبه استفاده می شود.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 | // CannyTutorial.cpp : Defines the entry point for the console application. // Environment: Visual studio 2015, Windows 10 // Assumptions: Opecv is installed configured in the visual studio project // Opencv version: OpenCV 3.1 # include "stdafx.h" # include <opencv2/highgui/highgui.hpp> # include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp> # include <string> # include <iostream> int main() { //Modified from source: https://github.com/MicrocontrollersAndMore/OpenCV_3_Windows_10_Installation_Tutorial cv::Mat imgOriginal; // input image cv::Mat imgGrayscale; // grayscale of input image cv::Mat imgBlurred; // intermediate blured image cv::Mat imgCanny; // Canny edge image std::cout << "Please enter an image filename : " ; std::string img_addr; std::cin >> img_addr; std::cout << "Searching for " + img_addr << std::endl; imgOriginal = cv::imread(img_addr); // open image if (imgOriginal. empty ()) { // if unable to open image std::cout << "error: image not read from file\n\n" ; // show error message on command line return (0); // and exit program } cv::cvtColor(imgOriginal, imgGrayscale, CV_BGR2GRAY); // convert to grayscale cv::GaussianBlur(imgGrayscale, // input image imgBlurred, // output image cv::Size(5, 5), // smoothing window width and height in pixels 1.5); // sigma value, determines how much the image will be blurred cv::Canny(imgBlurred, // input image imgCanny, // output image 100, // low threshold 200); // high threshold // Declare windows // Note: you can use CV_WINDOW_NORMAL which allows resizing the window // or CV_WINDOW_AUTOSIZE for a fixed size window matching the resolution of the image // CV_WINDOW_AUTOSIZE is the default cv::namedWindow( "imgOriginal" , CV_WINDOW_AUTOSIZE); cv::namedWindow( "imgCanny" , CV_WINDOW_AUTOSIZE); //Show windows cv::imshow( "imgOriginal" , imgOriginal); cv::imshow( "imgCanny" , imgCanny); cv::waitKey(0); // hold windows open until user presses a key return 0; } |
دانلود کد فوق از طریق لینک زیر:
رمز فایل : behsanandish.com
کد شماره 2:
مرحله 1: یک blur(تار کننده) گاوسی را اعمال کنید.
اول متغیرهای ضروری اعلام شده اند و بعضی از آنها اولیه هستند. سپس Blur گاوسی اعمال می شود. برای انجام این کار یک ماسک 5×5 بر روی تصویر منتقل می شود. هر پیکسل به صورت مجموع مقادیر پیکسل در محدوده 5×5 آن ضربدر وزن گاوسی متناظر تقسیم شده توسط وزن مجموع کل ماسک تعریف می شود.
ماسک گاوسی
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538 539 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 578 579 580 581 582 583 584 585 586 587 588 589 590 591 592 593 594 595 596 597 598 599 600 601 602 603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 613 614 615 616 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 630 631 632 633 634 635 636 637 638 639 640 641 642 643 644 645 646 647 648 649 650 651 652 653 654 655 656 657 658 659 660 661 662 663 664 665 666 667 668 669 670 671 672 673 674 675 676 677 678 679 680 681 682 683 684 685 686 687 688 689 690 691 692 693 694 695 696 697 698 699 700 701 702 703 704 705 706 707 708 709 710 711 712 713 714 715 716 717 718 719 720 721 | # include "stdafx.h" # include "tripod.h" # include "tripodDlg.h" # include "LVServerDefs.h" # include "math.h" # include <fstream> # include <string> # include <iostream> # include <stdlib.h> # include <stdio.h> #ifdef _DEBUG #define new DEBUG_NEW #undef THIS_FILE static char THIS_FILE[] = __FILE__ ; # endif using namespace std; ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CAboutDlg dialog used for App About class CAboutDlg : public CDialog { public : CAboutDlg(); // Dialog Data //{{AFX_DATA(CAboutDlg) enum { IDD = IDD_ABOUTBOX }; //}}AFX_DATA // ClassWizard generated virtual function overrides //{{AFX_VIRTUAL(CAboutDlg) protected : virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX); // DDX/DDV support //}}AFX_VIRTUAL // Implementation protected : //{{AFX_MSG(CAboutDlg) //}}AFX_MSG DECLARE_MESSAGE_MAP() }; CAboutDlg::CAboutDlg() : CDialog(CAboutDlg::IDD) { //{{AFX_DATA_INIT(CAboutDlg) //}}AFX_DATA_INIT } void CAboutDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX) { CDialog::DoDataExchange(pDX); //{{AFX_DATA_MAP(CAboutDlg) //}}AFX_DATA_MAP } BEGIN_MESSAGE_MAP(CAboutDlg, CDialog) //{{AFX_MSG_MAP(CAboutDlg) // No message handlers //}}AFX_MSG_MAP END_MESSAGE_MAP() ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CTripodDlg dialog CTripodDlg::CTripodDlg(CWnd* pParent /*=NULL*/ ) : CDialog(CTripodDlg::IDD, pParent) { //{{AFX_DATA_INIT(CTripodDlg) // NOTE: the ClassWizard will add member initialization here //}}AFX_DATA_INIT // Note that LoadIcon does not require a subsequent DestroyIcon in Win32 m_hIcon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDR_MAINFRAME); //////////////// Set destination BMP to NULL first m_destinationBitmapInfoHeader = NULL; } ////////////////////// Additional generic functions static unsigned PixelBytes(int w, int bpp) { return (w * bpp + 7) / 8; } static unsigned DibRowSize(int w, int bpp) { return (w * bpp + 31) / 32 * 4; } static unsigned DibRowSize(LPBITMAPINFOHEADER pbi) { return DibRowSize(pbi->biWidth, pbi->biBitCount); } static unsigned DibRowPadding(int w, int bpp) { return DibRowSize(w, bpp) - PixelBytes(w, bpp); } static unsigned DibRowPadding(LPBITMAPINFOHEADER pbi) { return DibRowPadding(pbi->biWidth, pbi->biBitCount); } static unsigned DibImageSize(int w, int h, int bpp) { return h * DibRowSize(w, bpp); } static size_t DibSize(int w, int h, int bpp) { return sizeof (BITMAPINFOHEADER) + DibImageSize(w, h, bpp); } /////////////////////// end of generic functions void CTripodDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX) { CDialog::DoDataExchange(pDX); //{{AFX_DATA_MAP(CTripodDlg) DDX_Control(pDX, IDC_PROCESSEDVIEW, m_cVideoProcessedView); DDX_Control(pDX, IDC_UNPROCESSEDVIEW, m_cVideoUnprocessedView); //}}AFX_DATA_MAP } BEGIN_MESSAGE_MAP(CTripodDlg, CDialog) //{{AFX_MSG_MAP(CTripodDlg) ON_WM_SYSCOMMAND() ON_WM_PAINT() ON_WM_QUERYDRAGICON() ON_BN_CLICKED(IDEXIT, OnExit) //}}AFX_MSG_MAP END_MESSAGE_MAP() ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CTripodDlg message handlers BOOL CTripodDlg::OnInitDialog() { CDialog::OnInitDialog(); // Add "About..." menu item to system menu. // IDM_ABOUTBOX must be in the system command range. ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX); ASSERT(IDM_ABOUTBOX < 0xF000); CMenu* pSysMenu = GetSystemMenu(FALSE); if (pSysMenu != NULL) { CString strAboutMenu; strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX); if (!strAboutMenu.IsEmpty()) { pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR); pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu); } } // Set the icon for this dialog. The framework does this automatically // when the application's main window is not a dialog SetIcon(m_hIcon, TRUE); // Set big icon SetIcon(m_hIcon, FALSE); // Set small icon // TODO: Add extra initialization here // For Unprocessed view videoportal (top one) char sRegUnprocessedView[] = "HKEY_LOCAL_MACHINE\\Software\\UnprocessedView" ; m_cVideoUnprocessedView.PrepareControl( "UnprocessedView" , sRegUnprocessedView, 0 ); m_cVideoUnprocessedView.EnableUIElements(UIELEMENT_STATUSBAR,0,TRUE); m_cVideoUnprocessedView.ConnectCamera2(); m_cVideoUnprocessedView.SetEnablePreview(TRUE); // For binary view videoportal (bottom one) char sRegProcessedView[] = "HKEY_LOCAL_MACHINE\\Software\\ProcessedView" ; m_cVideoProcessedView.PrepareControl( "ProcessedView" , sRegProcessedView, 0 ); m_cVideoProcessedView.EnableUIElements(UIELEMENT_STATUSBAR,0,TRUE); m_cVideoProcessedView.ConnectCamera2(); m_cVideoProcessedView.SetEnablePreview(TRUE); // Initialize the size of binary videoportal m_cVideoProcessedView.SetPreviewMaxHeight(240); m_cVideoProcessedView.SetPreviewMaxWidth(320); // Uncomment if you wish to fix the live videoportal's size // m_cVideoUnprocessedView.SetPreviewMaxHeight(240); // m_cVideoUnprocessedView.SetPreviewMaxWidth(320); // Find the screen coodinates of the binary videoportal m_cVideoProcessedView.GetWindowRect(m_rectForProcessedView); ScreenToClient(m_rectForProcessedView); allocateDib(CSize(320, 240)); // Start grabbing frame data for Procssed videoportal (bottom one) m_cVideoProcessedView.StartVideoHook(0); return TRUE; // return TRUE unless you set the focus to a control } void CTripodDlg::OnSysCommand(UINT nID, LPARAM lParam) { if ((nID & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX) { CAboutDlg dlgAbout; dlgAbout.DoModal(); } else { CDialog::OnSysCommand(nID, lParam); } } // If you add a minimize button to your dialog, you will need the code below // to draw the icon. For MFC applications using the document/view model, // this is automatically done for you by the framework. void CTripodDlg::OnPaint() { if (IsIconic()) { CPaintDC dc(this); // device context for painting SendMessage(WM_ICONERASEBKGND, (WPARAM) dc.GetSafeHdc(), 0); // Center icon in client rectangle int cxIcon = GetSystemMetrics(SM_CXICON); int cyIcon = GetSystemMetrics(SM_CYICON); CRect rect; GetClientRect(&rect); int x = (rect.Width() - cxIcon + 1) / 2; int y = (rect.Height() - cyIcon + 1) / 2; // Draw the icon dc.DrawIcon(x, y, m_hIcon); } else { CDialog::OnPaint(); } } // The system calls this to obtain the cursor to display while the user drags // the minimized window. HCURSOR CTripodDlg::OnQueryDragIcon() { return (HCURSOR) m_hIcon; } void CTripodDlg::OnExit() { // TODO: Add your control notification handler code here // Kill live view videoportal (top one) m_cVideoUnprocessedView.StopVideoHook(0); m_cVideoUnprocessedView.DisconnectCamera(); // Kill binary view videoportal (bottom one) m_cVideoProcessedView.StopVideoHook(0); m_cVideoProcessedView.DisconnectCamera(); // Kill program DestroyWindow(); } BEGIN_EVENTSINK_MAP(CTripodDlg, CDialog) //{{AFX_EVENTSINK_MAP(CTripodDlg) ON_EVENT(CTripodDlg, IDC_PROCESSEDVIEW, 1 /* PortalNotification */ , OnPortalNotificationProcessedview, VTS_I4 VTS_I4 VTS_I4 VTS_I4) //}}AFX_EVENTSINK_MAP END_EVENTSINK_MAP() void CTripodDlg::OnPortalNotificationProcessedview(long lMsg, long lParam1, long lParam2, long lParam3) { // TODO: Add your control notification handler code here // This function is called at the camera's frame rate #define NOTIFICATIONMSG_VIDEOHOOK 10 // Declare some useful variables // QCSDKMFC.pdf (Quickcam MFC documentation) p. 103 explains the variables lParam1, lParam2, lParam3 too LPBITMAPINFOHEADER lpBitmapInfoHeader; // Frame's info header contains info like width and height LPBYTE lpBitmapPixelData; // This pointer-to-long will point to the start of the frame's pixel data unsigned long lTimeStamp; // Time when frame was grabbed switch (lMsg) { case NOTIFICATIONMSG_VIDEOHOOK: { lpBitmapInfoHeader = (LPBITMAPINFOHEADER) lParam1; lpBitmapPixelData = (LPBYTE) lParam2; lTimeStamp = (unsigned long) lParam3; grayScaleTheFrameData(lpBitmapInfoHeader, lpBitmapPixelData); doMyImageProcessing(lpBitmapInfoHeader); // Place where you'd add your image processing code displayMyResults(lpBitmapInfoHeader); } break ; default : break ; } } void CTripodDlg::allocateDib(CSize sz) { // Purpose: allocate information for a device independent bitmap (DIB) // Called from OnInitVideo if (m_destinationBitmapInfoHeader) { free(m_destinationBitmapInfoHeader); m_destinationBitmapInfoHeader = NULL; } if (sz.cx | sz.cy) { m_destinationBitmapInfoHeader = (LPBITMAPINFOHEADER)malloc(DibSize(sz.cx, sz.cy, 24)); ASSERT(m_destinationBitmapInfoHeader); m_destinationBitmapInfoHeader->biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER); m_destinationBitmapInfoHeader->biWidth = sz.cx; m_destinationBitmapInfoHeader->biHeight = sz.cy; m_destinationBitmapInfoHeader->biPlanes = 1; m_destinationBitmapInfoHeader->biBitCount = 24; m_destinationBitmapInfoHeader->biCompression = 0; m_destinationBitmapInfoHeader->biSizeImage = DibImageSize(sz.cx, sz.cy, 24); m_destinationBitmapInfoHeader->biXPelsPerMeter = 0; m_destinationBitmapInfoHeader->biYPelsPerMeter = 0; m_destinationBitmapInfoHeader->biClrImportant = 0; m_destinationBitmapInfoHeader->biClrUsed = 0; } } void CTripodDlg::displayMyResults(LPBITMAPINFOHEADER lpThisBitmapInfoHeader) { // displayMyResults: Displays results of doMyImageProcessing() in the videoport // Notes: StretchDIBits stretches a device-independent bitmap to the appropriate size CDC *pDC; // Device context to display bitmap data pDC = GetDC(); int nOldMode = SetStretchBltMode(pDC->GetSafeHdc(),COLORONCOLOR); StretchDIBits( pDC->GetSafeHdc(), m_rectForProcessedView.left, // videoportal left-most coordinate m_rectForProcessedView.top, // videoportal top-most coordinate m_rectForProcessedView.Width(), // videoportal width m_rectForProcessedView.Height(), // videoportal height 0, // Row position to display bitmap in videoportal 0, // Col position to display bitmap in videoportal lpThisBitmapInfoHeader->biWidth, // m_destinationBmp's number of columns lpThisBitmapInfoHeader->biHeight, // m_destinationBmp's number of rows m_destinationBmp, // The bitmap to display; use the one resulting from doMyImageProcessing (BITMAPINFO*)m_destinationBitmapInfoHeader, // The bitmap's header info e.g. width, height, number of bits etc DIB_RGB_COLORS, // Use default 24-bit color table SRCCOPY // Just display ); SetStretchBltMode(pDC->GetSafeHdc(),nOldMode); ReleaseDC(pDC); // Note: 04/24/02 - Added the following: // Christopher Wagner cwagner@fas.harvard.edu noticed that memory wasn't being freed // Recall OnPortalNotificationProcessedview, which gets called everytime // a frame of data arrives, performs 3 steps: // (1) grayScaleTheFrameData - which mallocs m_destinationBmp // (2) doMyImageProcesing // (3) displayMyResults - which we're in now // Since we're finished with the memory we malloc'ed for m_destinationBmp // we should free it: free(m_destinationBmp); // End of adds } void CTripodDlg::grayScaleTheFrameData(LPBITMAPINFOHEADER lpThisBitmapInfoHeader, LPBYTE lpThisBitmapPixelData) { // grayScaleTheFrameData: Called by CTripodDlg::OnPortalNotificationBinaryview // Task: Read current frame pixel data and computes a grayscale version unsigned int W, H; // Width and Height of current frame [pixels] BYTE *sourceBmp; // Pointer to current frame of data unsigned int row, col; unsigned long i; BYTE grayValue; BYTE redValue; BYTE greenValue; BYTE blueValue; W = lpThisBitmapInfoHeader->biWidth; // biWidth: number of columns H = lpThisBitmapInfoHeader->biHeight; // biHeight: number of rows // Store pixel data in row-column vector format // Recall that each pixel requires 3 bytes (red, blue and green bytes) // m_destinationBmp is a protected member and declared in binarizeDlg.h m_destinationBmp = (BYTE*)malloc(H*3*W*sizeof(BYTE)); // Point to the current frame's pixel data sourceBmp = lpThisBitmapPixelData; for (row = 0; row < H; row++) { for (col = 0; col < W; col++) { // Recall each pixel is composed of 3 bytes i = (unsigned long)(row*3*W + 3*col); // The source pixel has a blue, green andred value: blueValue = *(sourceBmp + i); greenValue = *(sourceBmp + i + 1); redValue = *(sourceBmp + i + 2); // A standard equation for computing a grayscale value based on RGB values grayValue = (BYTE)(0.299*redValue + 0.587*greenValue + 0.114*blueValue); // The destination BMP will be a grayscale version of the source BMP *(m_destinationBmp + i) = grayValue; *(m_destinationBmp + i + 1) = grayValue; *(m_destinationBmp + i + 2) = grayValue; } } } void CTripodDlg::doMyImageProcessing(LPBITMAPINFOHEADER lpThisBitmapInfoHeader) { // doMyImageProcessing: This is where you'd write your own image processing code // Task: Read a pixel's grayscale value and process accordingly unsigned int W, H; // Width and Height of current frame [pixels] unsigned int row, col; // Pixel's row and col positions unsigned long i; // Dummy variable for row-column vector int upperThreshold = 60; // Gradient strength nessicary to start edge int lowerThreshold = 30; // Minimum gradient strength to continue edge unsigned long iOffset; // Variable to offset row-column vector during sobel mask int rowOffset; // Row offset from the current pixel int colOffset; // Col offset from the current pixel int rowTotal = 0; // Row position of offset pixel int colTotal = 0; // Col position of offset pixel int Gx; // Sum of Sobel mask products values in the x direction int Gy; // Sum of Sobel mask products values in the y direction float thisAngle; // Gradient direction based on Gx and Gy int newAngle; // Approximation of the gradient direction bool edgeEnd; // Stores whether or not the edge is at the edge of the possible image int GxMask[3][3]; // Sobel mask in the x direction int GyMask[3][3]; // Sobel mask in the y direction int newPixel; // Sum pixel values for gaussian int gaussianMask[5][5]; // Gaussian mask W = lpThisBitmapInfoHeader->biWidth; // biWidth: number of columns H = lpThisBitmapInfoHeader->biHeight; // biHeight: number of rows for (row = 0; row < H; row++) { for (col = 0; col < W; col++) { edgeDir[row][col] = 0; } } /* Declare Sobel masks */ GxMask[0][0] = -1; GxMask[0][1] = 0; GxMask[0][2] = 1; GxMask[1][0] = -2; GxMask[1][1] = 0; GxMask[1][2] = 2; GxMask[2][0] = -1; GxMask[2][1] = 0; GxMask[2][2] = 1; GyMask[0][0] = 1; GyMask[0][1] = 2; GyMask[0][2] = 1; GyMask[1][0] = 0; GyMask[1][1] = 0; GyMask[1][2] = 0; GyMask[2][0] = -1; GyMask[2][1] = -2; GyMask[2][2] = -1; /* Declare Gaussian mask */ gaussianMask[0][0] = 2; gaussianMask[0][1] = 4; gaussianMask[0][2] = 5; gaussianMask[0][3] = 4; gaussianMask[0][4] = 2; gaussianMask[1][0] = 4; gaussianMask[1][1] = 9; gaussianMask[1][2] = 12; gaussianMask[1][3] = 9; gaussianMask[1][4] = 4; gaussianMask[2][0] = 5; gaussianMask[2][1] = 12; gaussianMask[2][2] = 15; gaussianMask[2][3] = 12; gaussianMask[2][4] = 2; gaussianMask[3][0] = 4; gaussianMask[3][1] = 9; gaussianMask[3][2] = 12; gaussianMask[3][3] = 9; gaussianMask[3][4] = 4; gaussianMask[4][0] = 2; gaussianMask[4][1] = 4; gaussianMask[4][2] = 5; gaussianMask[4][3] = 4; gaussianMask[4][4] = 2; /* Gaussian Blur */ for (row = 2; row < H-2; row++) { for (col = 2; col < W-2; col++) { newPixel = 0; for (rowOffset=-2; rowOffset<=2; rowOffset++) { for (colOffset=-2; colOffset<=2; colOffset++) { rowTotal = row + rowOffset; colTotal = col + colOffset; iOffset = (unsigned long)(rowTotal*3*W + colTotal*3); newPixel += (*(m_destinationBmp + iOffset)) * gaussianMask[2 + rowOffset][2 + colOffset]; } } i = (unsigned long)(row*3*W + col*3); *(m_destinationBmp + i) = newPixel / 159; } } /* Determine edge directions and gradient strengths */ for (row = 1; row < H-1; row++) { for (col = 1; col < W-1; col++) { i = (unsigned long)(row*3*W + 3*col); Gx = 0; Gy = 0; /* Calculate the sum of the Sobel mask times the nine surrounding pixels in the x and y direction */ for (rowOffset=-1; rowOffset<=1; rowOffset++) { for (colOffset=-1; colOffset<=1; colOffset++) { rowTotal = row + rowOffset; colTotal = col + colOffset; iOffset = (unsigned long)(rowTotal*3*W + colTotal*3); Gx = Gx + (*(m_destinationBmp + iOffset) * GxMask[rowOffset + 1][colOffset + 1]); Gy = Gy + (*(m_destinationBmp + iOffset) * GyMask[rowOffset + 1][colOffset + 1]); } } gradient[row][col] = sqrt(pow(Gx,2.0) + pow(Gy,2.0)); // Calculate gradient strength thisAngle = ( atan2 (Gx,Gy)/3.14159) * 180.0; // Calculate actual direction of edge /* Convert actual edge direction to approximate value */ if ( ( (thisAngle < 22.5) && (thisAngle > -22.5) ) || (thisAngle > 157.5) || (thisAngle < -157.5) ) newAngle = 0; if ( ( (thisAngle > 22.5) && (thisAngle < 67.5) ) || ( (thisAngle < -112.5) && (thisAngle > -157.5) ) ) newAngle = 45; if ( ( (thisAngle > 67.5) && (thisAngle < 112.5) ) || ( (thisAngle < -67.5) && (thisAngle > -112.5) ) ) newAngle = 90; if ( ( (thisAngle > 112.5) && (thisAngle < 157.5) ) || ( (thisAngle < -22.5) && (thisAngle > -67.5) ) ) newAngle = 135; edgeDir[row][col] = newAngle; // Store the approximate edge direction of each pixel in one array } } /* Trace along all the edges in the image */ for (row = 1; row < H - 1; row++) { for (col = 1; col < W - 1; col++) { edgeEnd = false; if (gradient[row][col] > upperThreshold) { // Check to see if current pixel has a high enough gradient strength to be part of an edge /* Switch based on current pixel's edge direction */ switch (edgeDir[row][col]){ case 0: findEdge(0, 1, row, col, 0, lowerThreshold); break ; case 45: findEdge(1, 1, row, col, 45, lowerThreshold); break ; case 90: findEdge(1, 0, row, col, 90, lowerThreshold); break ; case 135: findEdge(1, -1, row, col, 135, lowerThreshold); break ; default : i = (unsigned long)(row*3*W + 3*col); *(m_destinationBmp + i) = *(m_destinationBmp + i + 1) = *(m_destinationBmp + i + 2) = 0; break ; } } else { i = (unsigned long)(row*3*W + 3*col); *(m_destinationBmp + i) = *(m_destinationBmp + i + 1) = *(m_destinationBmp + i + 2) = 0; } } } /* Suppress any pixels not changed by the edge tracing */ for (row = 0; row < H; row++) { for (col = 0; col < W; col++) { // Recall each pixel is composed of 3 bytes i = (unsigned long)(row*3*W + 3*col); // If a pixel's grayValue is not black or white make it black if ( ((*(m_destinationBmp + i) != 255) && (*(m_destinationBmp + i) != 0)) || ((*(m_destinationBmp + i + 1) != 255) && (*(m_destinationBmp + i + 1) != 0)) || ((*(m_destinationBmp + i + 2) != 255) && (*(m_destinationBmp + i + 2) != 0)) ) *(m_destinationBmp + i) = *(m_destinationBmp + i + 1) = *(m_destinationBmp + i + 2) = 0; // Make pixel black } } /* Non-maximum Suppression */ for (row = 1; row < H - 1; row++) { for (col = 1; col < W - 1; col++) { i = (unsigned long)(row*3*W + 3*col); if (*(m_destinationBmp + i) == 255) { // Check to see if current pixel is an edge /* Switch based on current pixel's edge direction */ switch (edgeDir[row][col]) { case 0: suppressNonMax( 1, 0, row, col, 0, lowerThreshold); break ; case 45: suppressNonMax( 1, -1, row, col, 45, lowerThreshold); break ; case 90: suppressNonMax( 0, 1, row, col, 90, lowerThreshold); break ; case 135: suppressNonMax( 1, 1, row, col, 135, lowerThreshold); break ; default : break ; } } } } } void CTripodDlg::findEdge(int rowShift, int colShift, int row, int col, int dir, int lowerThreshold) { int W = 320; int H = 240; int newRow; int newCol; unsigned long i; bool edgeEnd = false; /* Find the row and column values for the next possible pixel on the edge */ if (colShift < 0) { if (col > 0) newCol = col + colShift; else edgeEnd = true; } else if (col < W - 1) { newCol = col + colShift; } else edgeEnd = true; // If the next pixel would be off image, don't do the while loop if (rowShift < 0) { if (row > 0) newRow = row + rowShift; else edgeEnd = true; } else if (row < H - 1) { newRow = row + rowShift; } else edgeEnd = true; /* Determine edge directions and gradient strengths */ while ( (edgeDir[newRow][newCol]==dir) && !edgeEnd && (gradient[newRow][newCol] > lowerThreshold) ) { /* Set the new pixel as white to show it is an edge */ i = (unsigned long)(newRow*3*W + 3*newCol); *(m_destinationBmp + i) = *(m_destinationBmp + i + 1) = *(m_destinationBmp + i + 2) = 255; if (colShift < 0) { if (newCol > 0) newCol = newCol + colShift; else edgeEnd = true; } else if (newCol < W - 1) { newCol = newCol + colShift; } else edgeEnd = true; if (rowShift < 0) { if (newRow > 0) newRow = newRow + rowShift; else edgeEnd = true; } else if (newRow < H - 1) { newRow = newRow + rowShift; } else edgeEnd = true; } } void CTripodDlg::suppressNonMax(int rowShift, int colShift, int row, int col, int dir, int lowerThreshold) { int W = 320; int H = 240; int newRow = 0; int newCol = 0; unsigned long i; bool edgeEnd = false; float nonMax[320][3]; // Temporarily stores gradients and positions of pixels in parallel edges int pixelCount = 0; // Stores the number of pixels in parallel edges int count ; // A for loop counter int max[3]; // Maximum point in a wide edge if (colShift < 0) { if (col > 0) newCol = col + colShift; else edgeEnd = true; } else if (col < W - 1) { newCol = col + colShift; } else edgeEnd = true; // If the next pixel would be off image, don't do the while loop if (rowShift < 0) { if (row > 0) newRow = row + rowShift; else edgeEnd = true; } else if (row < H - 1) { newRow = row + rowShift; } else edgeEnd = true; i = (unsigned long)(newRow*3*W + 3*newCol); /* Find non-maximum parallel edges tracing up */ while ((edgeDir[newRow][newCol] == dir) && !edgeEnd && (*(m_destinationBmp + i) == 255)) { if (colShift < 0) { if (newCol > 0) newCol = newCol + colShift; else edgeEnd = true; } else if (newCol < W - 1) { newCol = newCol + colShift; } else edgeEnd = true; if (rowShift < 0) { if (newRow > 0) newRow = newRow + rowShift; else edgeEnd = true; } else if (newRow < H - 1) { newRow = newRow + rowShift; } else edgeEnd = true; nonMax[pixelCount][0] = newRow; nonMax[pixelCount][1] = newCol; nonMax[pixelCount][2] = gradient[newRow][newCol]; pixelCount++; i = (unsigned long)(newRow*3*W + 3*newCol); } /* Find non-maximum parallel edges tracing down */ edgeEnd = false; colShift *= -1; rowShift *= -1; if (colShift < 0) { if (col > 0) newCol = col + colShift; else edgeEnd = true; } else if (col < W - 1) { newCol = col + colShift; } else edgeEnd = true; if (rowShift < 0) { if (row > 0) newRow = row + rowShift; else edgeEnd = true; } else if (row < H - 1) { newRow = row + rowShift; } else edgeEnd = true; i = (unsigned long)(newRow*3*W + 3*newCol); while ((edgeDir[newRow][newCol] == dir) && !edgeEnd && (*(m_destinationBmp + i) == 255)) { if (colShift < 0) { if (newCol > 0) newCol = newCol + colShift; else edgeEnd = true; } else if (newCol < W - 1) { newCol = newCol + colShift; } else edgeEnd = true; if (rowShift < 0) { if (newRow > 0) newRow = newRow + rowShift; else edgeEnd = true; } else if (newRow < H - 1) { newRow = newRow + rowShift; } else edgeEnd = true; nonMax[pixelCount][0] = newRow; nonMax[pixelCount][1] = newCol; nonMax[pixelCount][2] = gradient[newRow][newCol]; pixelCount++; i = (unsigned long)(newRow*3*W + 3*newCol); } /* Suppress non-maximum edges */ max[0] = 0; max[1] = 0; max[2] = 0; for ( count = 0; count < pixelCount; count ++) { if (nonMax[ count ][2] > max[2]) { max[0] = nonMax[ count ][0]; max[1] = nonMax[ count ][1]; max[2] = nonMax[ count ][2]; } } for ( count = 0; count < pixelCount; count ++) { i = (unsigned long)(nonMax[ count ][0]*3*W + 3*nonMax[ count ][1]); *(m_destinationBmp + i) = *(m_destinationBmp + i + 1) = *(m_destinationBmp + i + 2) = 0; } } |
الگوریتم Canny در سی پلاس پلاس قسمت 1
الگوریتم Canny در سی پلاس پلاس قسمت 2
الگوریتم Canny در سی پلاس پلاس قسمت 3
الگوریتم Canny در سی پلاس پلاس فسمت 4
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.