Python代码实现Snake算法及C++版本
Python代码实现Snake算法及C++版本
Python代码实现pythonimport cv2import numpy as np
def snake(img, x, y, alpha=0.001, beta=0.4, gamma=100, sigma=20, iterations=500): ''' Snake算法实现图像分割
参数 ------ img : ndarray 输入图像
x,y : ndarry 初始轮廓的X坐标和Y坐标 alpha,beta: number 内部能量参数 gamma : number 控制外部能量的参数 sigma : number 标准差 iterations : number 迭代次数 ''' # 计算矩阵 N = np.size(x) a = gamma * (2 * alpha + 6 * beta) + 1 b = gamma * (-alpha - 4 * beta) c = gamma * beta p = np.zeros((N, N), dtype=np.float) p[0] = np.c_[a, b, c, np.zeros((1, N - 5)), c, b] for i in range(N): p[i] = np.roll(p[0], i) p = np.linalg.inv(p) # 对图像进行滤波 smoothed = cv2.GaussianBlur((img - img.min()) / (img.max() - img.min()), (89, 89), sigma) giy, gix = np.gradient(smoothed) gmi = (gix**2 + giy**2)**0.5 gmi = (gmi - gmi.min()) / (gmi.max() - gmi.min()) Iy, Ix = np.gradient(gmi)
# 防止曲率演化到图像外部 def fmax(x, y): x[x < 0] = 0 y[y < 0] = 0 x[x > img.shape[1] - 1] = img.shape[1] - 1 y[y > img.shape[0] - 1] = img.shape[0] - 1 return y.round().astype(int), x.round().astype(int)
for i in range(iterations): fex = Ix[fmax(x, y)] fey = Iy[fmax(x, y)] x = np.dot(p, x + gamma * fex) y = np.dot(p, y + gamma * fey) return x, y
C++代码实现cpp#include #include #include #include <opencv2/opencv.hpp>
cv::Mat snake(const cv::Mat& img, std::vector
// 对图像进行滤波 cv::Mat smoothed; cv::GaussianBlur((img - img.min()) / (img.max() - img.min()), smoothed, cv::Size(89, 89), sigma); cv::Mat giy, gix; cv::Sobel(smoothed, gix, CV_64F, 1, 0); cv::Sobel(smoothed, giy, CV_64F, 0, 1); cv::Mat gmi; cv::magnitude(gix, giy, gmi); gmi = (gmi - gmi.min()) / (gmi.max() - gmi.min()); cv::Mat Iy, Ix; cv::Sobel(gmi, Ix, CV_64F, 1, 0); cv::Sobel(gmi, Iy, CV_64F, 0, 1);
// 防止曲率发散到图像外部 auto fmax = [](double& x, double& y, int rows, int cols) { if (x < 0) x = 0; if (y < 0) y = 0; if (x > cols - 1) x = cols - 1; if (y > rows - 1) y = rows - 1; }; int rows = img.rows; int cols = img.cols; for (int i = 0; i < iterations; i++) { for (int j = 0; j < N; j++) { int r = std::round(y[j]); int c = std::round(x[j]); fmax(x[j], y[j], rows, cols); double fex = Ix.at<double>(r, c); double fey = Iy.at<double>(r, c); cv::Mat tempX = p * (x + gamma * fex); cv::Mat tempY = p * (y + gamma * fey); x = tempX; y = tempY; } }
return img;}
int main() { // 读取图像 cv::Mat img = cv::imread('input_image.jpg', cv::IMREAD_GRAYSCALE);
// 设置初始轮廓 std::vector<double> x; std::vector<double> y;
// 调用Snake轮廓提取函数 cv::Mat result = snake(img, x, y);
return 0;}
注意:
- 以上代码仅提供算法的基本结构,具体实现需要根据您的具体需求进行调整。* 您需要将图像文件路径 'input_image.jpg' 替换为您自己的图像文件路径。
希望以上示例能为您提供帮助!如有任何问题,请随时提问。
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