Canny edge detector

Canny edge detector (tsz. Canny edge detectors)

1. (informatika) A Canny edge detector egy élkiemelő algoritmus, amelyet John F. Canny fejlesztett ki 1986-ban. Az egyik legnépszerűbb és legpontosabb élkereső módszer a képfeldolgozásban, mert jól kezeli a zajt, pontos éldetekciót biztosít, és egyenletes kontúrokat ad.

Az algoritmus célja, hogy:

• megtalálja a valódi éleket a képen,
• kiszűrje a zajból származó hamis éleket,
• pontosan lokalizálja az élek helyét,
• és csak egyszer jelölje meg őket (egyetlen pixel szélességű kontúrral).

A bemeneti képet elmosással simítjuk, hogy a zaj ne okozzon hamis éleket:

$${\displaystyle G(x,y)={\frac {1}{2\pi \sigma ^{2}}}e^{-{\frac {x^{2}+y^{2}}{2\sigma ^{2}}}}}$$

A Gauss-szűrő standard eltérését (σ) kézzel állítjuk be. Minél nagyobb, annál simább lesz a kép.

A szűrt képen kiszámítjuk az intenzitásváltozás mértékét a vízszintes és függőleges irányban:

• Sobel x (Gx): vízszintes élérzékenység
• Sobel y (Gy): függőleges élérzékenység

Ezután:

$${\displaystyle {\text{Gradiens nagyság}}={\sqrt {G_{x}^{2}+G_{y}^{2}}}{\text{Irány (szög)}}=\arctan \left({\frac {G_{y}}{G_{x}}}\right)}$$

Ez a lépés vékonyítja az éleket: csak azokat a pixeleket tartjuk meg, amelyek helyileg maximálisak a gradiens irányában. Más szomszédos, nem maximum pontokat lenullázunk.

Két értéket állítunk be:

• Magas küszöb (high threshold): valódi élek
• Alacsony küszöb (low threshold): gyenge élek (amelyek valódi élekhez kapcsolódhatnak)

Ez segít kiszűrni a bizonytalan vagy zajos éleket.

Az erős élekhez kapcsolódó gyenge élek megtartása, a többit elvetjük. A hiszterézis segít, hogy a szakadozott élek egybefüggő kontúrokká váljanak.

• σ: Gauss elmosás mértéke (zajszűrés)
• $lowThreshold, $highThreshold: kettős küszöbértékek

Ezek nagyban befolyásolják az eredmény minőségét és érzékenységét.

import cv2

img = cv2.imread('kep.jpg', 0)  # szürkeárnyalatos kép
edges = cv2.Canny(img, 50, 150)  # low=50, high=150

cv2.imshow("Elek", edges)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

• Pontos éldetekció
• Kevés hamis él
• Szép, vékony kontúrok
• Robusztus a zajjal szemben

• Lassabb, mint egyszerűbb módszerek (pl. Sobel, Prewitt)
• Érzékeny a paraméterekre
• Csak éleket talál, nem zárt objektumokat

A Canny edge detector a képfeldolgozás egyik klasszikus alapművelete, amelyet széles körben használnak számítógépes látásban, mesterséges intelligenciában, OCR-ben, arcfelismerésben és más területeken.

• Canny edge detector - Szótár.net (en-hu)
• Canny edge detector - Sztaki (en-hu)
• Canny edge detector - Merriam–Webster
• Canny edge detector - Cambridge
• Canny edge detector - WordNet
• Canny edge detector - Яндекс (en-ru)
• Canny edge detector - Google (en-hu)
• Canny edge detector - Wikidata
• Canny edge detector - Wikipédia (angol)