图像分割 - 孤立点的检测

目录

1. 介绍

2. 代码实现

1. 介绍

因为，一阶导数通常会产生粗边缘。二阶导数对精细细节（细线、孤立点、噪声）有更强的响应。

所以，检测孤立点应该以二阶导数为基础，而二阶导数的差分计算为：

这个差分计算可以通过一个 系数和为零 的kernel去完成

于是，如果滤波器的响应超过一个规定的阈值，那我们就认为在kernel的中心找到了一个点。将找到的点记作1，其他的点看作0，于是就得到了一副二值图像

直观上看，这个概念是孤立点的灰度完全不同于其周围像素的灰度

孤立点是那些灰度差超过某个阈值T，被认为是孤立点的像素点

为了更好的探测8邻域的灰度差值，将滤波器的权重换成下面类型的：

2. 代码实现

代码为：

  

   

    

     

    
    

     

      import numpy 
      as np
     
    
   

    

     

    
    

     

      import cv2
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      def 
      point_detect(
      img):
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

          canvas = np.zeros(img.shape, dtype=np.uint8)       
      # 拷贝图像
     
    
   

    

     

    
    

     

          kernel = np.array([[
      1, 
      1, 
      1], [
      1, -
      8, 
      1], [
      1, 
      1, 
      1]])   
      # 定义卷积核
     
    
   

    

     

    
    

     

          laplacian = cv2.filter2D(img, cv2.CV_16S, kernel)       
      # 拉普拉斯变换
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

          img_lap = cv2.convertScaleAbs(laplacian)        
      # 拉普拉斯图像
     
    
   

    

     

    
    

     

          cv2.imshow(
      'laplacian',img_lap)
     
    
   

    

     

    
    

     
    
     
    
   

    

     

    
    

     

          T = 
      0.9 * np.
      abs(laplacian).
      max()           
      # 阈值 T
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
    
      for i 
      in 
      range(img.shape[
      0]):           
      # 遍历图像，寻找孤立点
     
    
   

    

     

    
    

     
        
      for j 
      in 
      range(img.shape[
      1]):
     
    
   

    

     

    
    

     
            
      if (laplacian[i, j] > T) 
      or (laplacian[i, j] < -T):     
      # 绝对值大于阈值的点
     
    
   

    

     

    
    

     

                      canvas[i, j] = 
      255  
      # 二值处理
     
    
   

    

     

    
    

     

                      cv2.circle(canvas, (j, i), 
      10, 
      255)     
      # 绘制圆
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
    
      return canvas
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      img = cv2.imread(
      'img.tif',
      0)
     
    
   

    

     

    
    

     

      ret = point_detect(img)
     
    
   

    

     

    
    

     

      cv2.imshow(
      'img',np.hstack((img,ret)))
     
    
   

    

     

    
    

     

      cv2.waitKey()
     
    
   

    

     

    
    

     

      cv2.destroyAllWindows()
     
    
  
 

  
 

处理的结果为：

原图、检测孤立点的二值图像

原图的拉普拉斯图像为：

 这里对孤立点检测函数的代码做简单讲解：

1. 首先，建立一个全零的图片canvas，后面将检测的孤立点改为255，这样canvas就是二值图像了

2. filter2D 里面的ddepth 是CV_16S ，因为做差会出现负数，不能采用无符号的形式

 3. 如果为了打印拉普拉斯图像，需要将图像转换成uint8，并且灰度值在0-255之间。这里用的是convertScaleAbs函数，就是取绝对值，然后超过255的都取255。

如果采用norm的形式是这个样子的，代码为：

img_norm = cv2.normalize(laplacian,None,0,255,norm_type=cv2.NORM_MINMAX,dtype=cv2.CV_8U)

4. 这里不管用convert还是norm的形式都要取对应的阈值T，最后就是遍历图像，将大于T的找出来，赋值为255就行了。为了方便观察，以孤立点绘制出一个圆弧，注：圆心的坐标是反过来的