京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
Python实现霍夫圆和椭圆变换代码详解
这篇文章主要介绍了Python实现霍夫圆和椭圆变换代码详解,具有一定借鉴价值,需要的朋友可以参考下
在极坐标中,圆的表示方式为:
x=x0+rcosθ
y=y0+rsinθ
圆心为(x0,y0),r为半径,θ为旋转度数,值范围为0-359
如果给定圆心点和半径,则其它点是否在圆上,我们就能检测出来了。在图像中,我们将每个非0像素点作为圆心点,以一定的半径进行检测,如果有一个点在圆上,我们就对这个圆心累加一次。如果检测到一个圆,那么这个圆心点就累加到最大,成为峰值。因此,在检测结果中,一个峰值点,就对应一个圆心点。
霍夫圆检测的函数:
skimage.transform.hough_circle(image, radius)
radius是一个数组,表示半径的集合,如[3,4,5,6]
返回一个3维的数组(radius index, M, N), 第一维表示半径的索引,后面两维表示图像的尺寸。
例1:绘制两个圆形,用霍夫圆变换将它们检测出来。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from skimage import draw,transform,feature
img = np.zeros((250, 250,3), dtype=np.uint8)
rr, cc = draw.circle_perimeter(60, 60, 50) #以半径50画一个圆
rr1, cc1 = draw.circle_perimeter(150, 150, 60) #以半径60画一个圆
img[cc, rr,:] =255
img[cc1, rr1,:] =255
fig, (ax0,ax1) = plt.subplots(1,2, figsize=(8, 5))
ax0.imshow(img) #显示原图
ax0.set_title('origin image')
hough_radii = np.arange(50, 80, 5) #半径范围
hough_res =transform.hough_circle(img[:,:,0], hough_radii) #圆变换
centers = [] #保存所有圆心点坐标
accums = [] #累积值
radii = [] #半径
for radius, h in zip(hough_radii, hough_res):
#每一个半径值,取出其中两个圆
num_peaks = 2
peaks =feature.peak_local_max(h, num_peaks=num_peaks) #取出峰值
centers.extend(peaks)
accums.extend(h[peaks[:, 0], peaks[:, 1]])
radii.extend([radius] * num_peaks)
#画出最接近的圆
image =np.copy(img)
for idx in np.argsort(accums)[::-1][:2]:
center_x, center_y = centers[idx]
radius = radii[idx]
cx, cy =draw.circle_perimeter(center_y, center_x, radius)
image[cy, cx] =(255,0,0)
ax1.imshow(image)
ax1.set_title('detected image')
结果图如下:原图中的圆用白色绘制,检测出的圆用红色绘制。
例2,检测出下图中存在的硬币。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from skimage import data, color,draw,transform,feature,util
image = util.img_as_ubyte(data.coins()[0:95, 70:370]) #裁剪原图片
edges =feature.canny(image, sigma=3, low_threshold=10, high_threshold=50) #检测canny边缘
fig, (ax0,ax1) = plt.subplots(1,2, figsize=(8, 5))
ax0.imshow(edges, cmap=plt.cm.gray) #显示canny边缘
ax0.set_title('original iamge')
hough_radii = np.arange(15, 30, 2) #半径范围
hough_res =transform.hough_circle(edges, hough_radii) #圆变换
centers = [] #保存中心点坐标
accums = [] #累积值
radii = [] #半径
for radius, h in zip(hough_radii, hough_res):
#每一个半径值,取出其中两个圆
num_peaks = 2
peaks =feature.peak_local_max(h, num_peaks=num_peaks) #取出峰值
centers.extend(peaks)
accums.extend(h[peaks[:, 0], peaks[:, 1]])
radii.extend([radius] * num_peaks)
#画出最接近的5个圆
image = color.gray2rgb(image)
for idx in np.argsort(accums)[::-1][:5]:
center_x, center_y = centers[idx]
radius = radii[idx]
cx, cy =draw.circle_perimeter(center_y, center_x, radius)
image[cy, cx] = (255,0,0)
ax1.imshow(image)
ax1.set_title('detected image')
椭圆变换是类似的,使用函数为:
skimage.transform.hough_ellipse(img,accuracy, threshold, min_size, max_size)
输入参数:
img: 待检测图像。
accuracy: 使用在累加器上的短轴二进制尺寸,是一个double型的值,默认为1
thresh: 累加器阈值,默认为4
min_size: 长轴最小长度,默认为4
max_size: 短轴最大长度,默认为None,表示图片最短边的一半。
返回一个 [(accumulator, y0, x0, a, b, orientation)] 数组,accumulator表示累加器,(y0,x0)表示椭圆中心点,(a,b)分别表示长短轴,orientation表示椭圆方向
例:检测出咖啡图片中的椭圆杯口
import matplotlib.pyplot as plt
from skimage import data,draw,color,transform,feature
#加载图片,转换成灰度图并检测边缘
image_rgb = data.coffee()[0:220, 160:420] #裁剪原图像,不然速度非常慢
image_gray = color.rgb2gray(image_rgb)
edges = feature.canny(image_gray, sigma=2.0, low_threshold=0.55, high_threshold=0.8)
#执行椭圆变换
result =transform.hough_ellipse(edges, accuracy=20, threshold=250,min_size=100, max_size=120)
result.sort(order='accumulator') #根据累加器排序
#估计椭圆参数
best = list(result[-1]) #排完序后取最后一个
yc, xc, a, b = [int(round(x)) for x in best[1:5]]
orientation = best[5]
#在原图上画出椭圆
cy, cx =draw.ellipse_perimeter(yc, xc, a, b, orientation)
image_rgb[cy, cx] = (0, 0, 255) #在原图中用蓝色表示检测出的椭圆
#分别用白色表示canny边缘,用红色表示检测出的椭圆,进行对比
edges = color.gray2rgb(edges)
edges[cy, cx] = (250, 0, 0)
fig2, (ax1, ax2) = plt.subplots(ncols=2, nrows=1, figsize=(8, 4))
ax1.set_title('Original picture')
ax1.imshow(image_rgb)
ax2.set_title('Edge (white) and result (red)')
ax2.imshow(edges)
plt.show()
霍夫椭圆变换速度非常慢,应避免图像太大。
总结
以上就是本文关于Python实现霍夫圆和椭圆变换代码详解的全部内容
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
先回答:下半年能考的证书,大致分四类 2026年下半年仍有报名或考试安排的证书,主要集中在四个方向:财会金融类(如注册会计师 ...
2026-10-27毕业后该考什么证书,答案不是一张热门榜单,而是一个顺序问题:先确定你要投的岗位方向,再判断哪些证书现在就能报、哪些要等工 ...
2026-10-2734岁考证,和二十多岁刚毕业时不是同一道题。这个年龄找工作,招聘方通常已经默认你有十年上下的工作积累,会拿“经验能不能直接 ...
2026-10-27咨询岗位最该优先掌握的不是某个工具,而是四类能串起项目全流程的能力:问题定义与结构化拆解、指标与对比分析、数据获取与清洗 ...
2026-10-27多数咨询岗位需要一定程度的数据分析能力,但“需要”不等于“必须会写代码或建模型”。咨询顾问至少要能看懂客户给的数据、把业 ...
2026-10-27咨询岗位的分析能力,不是“会套框架”或“PPT写得漂亮”,而是一条从问题到结论的能力链:问题拆解—假设验证—信息获取—数据 ...
2026-10-27需要,而且它不是“加分项”,是日常工作的基本工具。直播运营每天要面对选品排期、流量承接、转化复盘和投流决策,这些任务的结 ...
2026-10-27证券分析师的培训需求,最好从“最终要交什么”往回推。日常输出大致四类:行业跟踪报告、财报拆解与盈利预测、估值模型、路演与 ...
2026-10-27先给答案:一张四层知识地图 如果只用一句话回答“证券分析师最重要的知识是什么”,答案是:以财务分析和估值建模为硬核,以行 ...
2026-10-27市场策划不是“会写文案、能办活动”这么简单。招聘方真正考察的,是你能否围绕一个业务目标,完成从调研、人群判断、创意主题、 ...
2026-10-27市场运营想靠学习推动职业发展,容易掉进两个坑:一是把课程清单当能力清单,学完不知道用在哪;二是只补营销方法,遇到渠道效果 ...
2026-10-27产品运营做久了,很容易陷入一种忙碌:活动一场接一场,功能推了一版又一版,日报周报天天写,但说不清自己到底积累了什么。想提 ...
2026-10-27运营岗的“快速提升”,不是把Excel、SQL、Python挨个学一遍,而是先补上能立刻改变工作产出的能力。判断标准很直接:同样一场活 ...
2026-10-27优秀市场专员的能力不是单点技能堆出来的,而是“用户洞察—内容与活动策划—渠道获客—数据复盘”四块形成闭环。想快速上手,正 ...
2026-10-27运营专员的“通用知识”,不是一份越长越好的工具清单,而是能支撑日常任务判断的一套底盘。不同细分方向差异很大:用户运营更关 ...
2026-10-27运营专员最常见的困境不是不忙,而是忙完之后说不清效果:活动做了、内容发了、社群拉了人,汇报时却只有“曝光多少、入群多少” ...
2026-10-27运营经理提升职业知识,靠的不是多报几门课,而是先有一张自己的“知识地图”,再按当前岗位最卡壳的环节排顺序。比较实用的做法 ...
2026-10-27运营岗位的能力素质提升,核心不是把工具学一遍,而是围绕“目标拆解—用户洞察—执行落地—数据复盘”四层能力逐层补齐。工具是 ...
2026-10-27运营岗位的能力提升,最容易走成两条弯路:一是把“提升”等同于学工具,Excel、SQL、Python挨个报班,回到工作里还是凭经验拍脑 ...
2026-10-27运营岗最容易陷入的学习误区,是把“提升”等同于收藏平台玩法、追热点模板、背活动话术。这些内容有用,但迁移性差:换个行业、 ...
2026-10-27