使用 Python 和 OpenCV 實現邊緣檢測：逐步指南-Python教學-PHP中文網

介紹

邊緣偵測是電腦視覺的基礎，使我們能夠辨識影像中的物件邊界。在本教程中，我們將使用 Sobel 算子和 Canny 邊緣偵測器以及 Python 和 OpenCV 來實作邊緣偵測。然後，我們將使用 Flask 創建一個簡單的 Web 應用程序，並使用 Bootstrap 進行樣式設計，以允許用戶上傳圖像並查看結果。

示範連結：邊緣偵測示範

先決條件

您的電腦上已安裝 Python 3.x。
Python 程式設計基礎。
熟悉 HTML 和 CSS 會有所幫助，但不是必要的。

設定環境

1.安裝所需的庫

開啟終端機或命令提示字元並執行：

pip install opencv-python numpy Flask

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2.建立專案目錄

mkdir edge_detection_app
cd edge_detection_app

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實施邊緣偵測

1. 索貝爾算子

Sobel 算子計算影像強度的梯度，強調邊緣。

程式碼實作：

import cv2

# Load the image in grayscale
image = cv2.imread('input_image.jpg', cv2.IMREAD_GRAYSCALE)
if image is None:
    print("Error loading image")
    exit()

# Apply Sobel operator
sobelx = cv2.Sobel(image, cv2.CV_64F, 1, 0, ksize=5)  # Horizontal edges
sobely = cv2.Sobel(image, cv2.CV_64F, 0, 1, ksize=5)  # Vertical edges

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2. Canny 邊緣偵測器

Canny 邊緣偵測器是一種用於偵測邊緣的多層演算法。

程式碼實作：

# Apply Canny edge detector
edges = cv2.Canny(image, threshold1=100, threshold2=200)

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建立 Flask Web 應用程式

1. 設定 Flask 應用程式

建立一個名為app.py的檔案：

from flask import Flask, request, render_template, redirect, url_for
import cv2
import os

app = Flask(__name__)

UPLOAD_FOLDER = 'static/uploads/'
OUTPUT_FOLDER = 'static/outputs/'

app.config['UPLOAD_FOLDER'] = UPLOAD_FOLDER
app.config['OUTPUT_FOLDER'] = OUTPUT_FOLDER

# Create directories if they don't exist
os.makedirs(UPLOAD_FOLDER, exist_ok=True)
os.makedirs(OUTPUT_FOLDER, exist_ok=True)

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2. 定義路線

上傳路線：

@app.route('/', methods=['GET', 'POST'])
def upload_image():
    if request.method == 'POST':
        file = request.files.get('file')
        if not file or file.filename == '':
            return 'No file selected', 400
        filepath = os.path.join(app.config['UPLOAD_FOLDER'], file.filename)
        file.save(filepath)
        process_image(file.filename)
        return redirect(url_for('display_result', filename=file.filename))
    return render_template('upload.html')

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處理影像函數：

def process_image(filename):
    image_path = os.path.join(app.config['UPLOAD_FOLDER'], filename)
    image = cv2.imread(image_path, cv2.IMREAD_GRAYSCALE)

    # Apply edge detection
    sobelx = cv2.Sobel(image, cv2.CV_64F, 1, 0, ksize=5)
    edges = cv2.Canny(image, 100, 200)

    # Save outputs
    cv2.imwrite(os.path.join(app.config['OUTPUT_FOLDER'], 'sobelx_' + filename), sobelx)
    cv2.imwrite(os.path.join(app.config['OUTPUT_FOLDER'], 'edges_' + filename), edges)

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結果路線：

@app.route('/result/<filename>')
def display_result(filename):
    return render_template('result.html',
                           original_image='uploads/' + filename,
                           sobelx_image='outputs/sobelx_' + filename,
                           edges_image='outputs/edges_' + filename)

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3. 運行應用程式

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

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使用 Bootstrap 設計 Web 應用程式的樣式

在 HTML 範本中包含 Bootstrap CDN 以進行樣式設定。

1.上傳.html

建立templates目錄並加入upload.html：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Edge Detection App</title>
    <!-- Bootstrap CSS CDN -->
    <link rel="stylesheet" href="https://maxcdn.bootstrapcdn.com/bootstrap/4.5.2/css/bootstrap.min.css">
</head>
<body>
    <div class="container mt-5">
        <h1 class="text-center mb-4">Upload an Image for Edge Detection</h1>
        <div class="row justify-content-center">
            <div class="col-md-6">
                <form method="post" enctype="multipart/form-data" class="border p-4">
                    <div class="form-group">
                        <label for="file">Choose an image:</label>
                        <input type="file" name="file" accept="image/*" required class="form-control-file" id="file">
                    </div>
                    <button type="submit" class="btn btn-primary btn-block">Upload and Process</button>
                </form>
            </div>
        </div>
    </div>
</body>
</html>

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2.結果.html

在templates目錄下建立result.html：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Edge Detection Results</title>
    <!-- Bootstrap CSS CDN -->
    <link rel="stylesheet" href="https://maxcdn.bootstrapcdn.com/bootstrap/4.5.2/css/bootstrap.min.css">
</head>
<body>
    <div class="container mt-5">
        <h1 class="text-center mb-5">Edge Detection Results</h1>
        <div class="row">
            <div class="col-md-6 mb-4">
                <h4 class="text-center">Original Image</h4>
                <img src="{{ url_for('static', filename=original_image) }}" alt="Original Image" class="img-fluid rounded mx-auto d-block">
            </div>
            <div class="col-md-6 mb-4">
                <h4 class="text-center">Sobel X</h4>
                <img src="{{ url_for('static', filename=sobelx_image) }}" alt="Sobel X" class="img-fluid rounded mx-auto d-block">
            </div>
            <div class="col-md-6 mb-4">
                <h4 class="text-center">Canny Edges</h4>
                <img src="{{ url_for('static', filename=edges_image) }}" alt="Canny Edges" class="img-fluid rounded mx-auto d-block">
            </div>
        </div>
        <div class="text-center mt-4">
            <a href="{{ url_for('upload_image') }}" class="btn btn-secondary">Process Another Image</a>
        </div>
    </div>
</body>
</html>

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