基于Canny边缘检测和轮廓检测

这段代码实现了基于Canny边缘检测和轮廓检测，从图像中筛选出面积较大的矩形，并使用OpenCV和Matplotlib显示结果。主要流程如下：

步骤详解：

1. 读取图像：

   img = cv2.imread('U:/1.png')
   

   使用cv2.imread()加载图像。

2. 转换为灰度图像：

   gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
   

   使用cv2.cvtColor()将图像从BGR色彩空间转换为灰度图，以便后续处理。

3. 边缘检测：

   edges = cv2.Canny(gray, 50, 150)
   

   使用cv2.Canny()进行Canny边缘检测，检测图像中的边缘。

4. 轮廓检测：

   contours, hierarchy = cv2.findContours(edges, cv2.RETR_LIST, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
   

   使用cv2.findContours()检测图像中的轮廓。参数cv2.RETR_LIST用于提取所有轮廓，而cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE用于减少轮廓的点数（仅保留直线的端点）。

5. 筛选矩形：

   for cnt in contours:
       approx = cv2.approxPolyDP(cnt, 0.01 * cv2.arcLength(cnt, True), True)
       if len(approx) == 4:
           area = cv2.contourArea(cnt)
           if area > min_area:
               cv2.drawContours(img, [approx], 0, (0, 255, 0), 3)
   

   • 对每个轮廓进行多边形近似，使用cv2.approxPolyDP()方法。
   • 判断是否为矩形（即有4个顶点）。
   • 计算轮廓面积并筛选出面积较大的矩形（面积大于设定的min_area阈值）。
   • 用cv2.drawContours()绘制矩形轮廓，使用绿色（(0, 255, 0)）并设定线宽为3。

6. 显示结果：

   img_rgb = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2RGB)
   fig, axes = plt.subplots(1, 2, figsize=(12, 6))
   axes[0].imshow(edges, cmap='gray')
   axes[0].set_title("Edges Detected")
   axes[0].axis('off')
   
   axes[1].imshow(img_rgb)
   axes[1].set_title("Rectangles Detected")
   axes[1].axis('off')
   
   plt.show()
   

   • 将最终结果（BGR图像）转换为RGB图像，以便正确显示。
   • 使用Matplotlib创建一个1行2列的子图，左图显示边缘检测结果，右图显示带有矩形框的原始图像。
   • plt.show()用于展示结果。

效果：

• 边缘检测图像：显示了图像中所有的边缘。
• 带有矩形的最终图像：显示了通过轮廓检测与面积筛选出的矩形，矩形用绿色框标注。

优化建议：

1. min_area 阈值：你可以根据图像内容调整min_area的值，以过滤掉较小的噪声。
2. 矩形的筛选条件：除了长宽比、面积等条件，你还可以进一步结合矩形的位置、形态等特征进行更精确的筛选。
3. 图像预处理：有时在边缘检测前进行图像的平滑处理（如高斯模糊）可以减少噪声，提高检测效果。

该代码适用于需要从图像中提取矩形区域的场景，特别适用于图像中具有明显边缘和几何形状的对象。