ITK 基础(三) — 边缘检测（Edge_Delection）

方法介绍

ITK 中边缘检测方法用到的是 Canny Edge Delection，用于图像中各结构轮廓的提取。

为了取得一个不错的结果，Canny 边缘检测内置封装多中算法，涉及到的算法有用

• 利用高斯模糊来如初图像中的噪点；

• 通过计算像素递归梯度来定位边缘调整；

• 非最大抑去除 suprious 特征；

• 设置阈值最终得到二值化图像；

虽然整个边缘检测的的数据管道流对于用户来说相对比较抽象，但是对这些组分的充分理解，可以调节到比较合适的参数，得到不错的结果

代码实现

实现时用到 itk::CannyEdgeDetectionImageFilter 头文件；在下面这个例子中因为读取是 PNG 格式图片，因此图像读取时用到的数据类型为 unsigned char;

但是 CannyEdgeDetectionImageFilter 处理的图像格式需是 double ，因此在 Filter 处理之前，用 CastImageFilter 把 unsigned char 格式转化为 double;

最后文件写出之前利用 RescaleIntensityImageFilter 将 double 转化为 unsigned char，写出 PNG 图像；

边缘检测时，需要设置三个参数值 ；

• SetVariance() ,设置一个值用于图像高斯模糊；

• SetUpperThreshold() ，设置一个选择阈值的最大临界点；

• SetLowerThreshold() , 设置阈值范围的最低临界点；

#include<itkImageFileReader.h>
#include<itkImageFileWriter.h>
#include<itkCastImageFilter.h>
#include<itkRescaleIntensityImageFilter.h>
#include<itkCannyEdgeDetectionImageFilter.h>
#include<itkPNGImageIOFactory.h>
using namespace std;
​
int main()
{
​
 itk::PNGImageIOFactory::RegisterOneFactory();
 using CharPixelType = unsigned char;
 using RealPixelType = double;

 string input_name = "D:/ceshi1/ITK/Filter/Edge_Detection/input.png";
 string output_name = "D:/ceshi1/ITK/Filter/Edge_Detection/output.png";
​
​
 using CharImageType = itk::Image<CharPixelType, 2>;
 using RealImageType = itk::Image<RealPixelType, 2>;
​
​
 using ReaderType = itk::ImageFileReader<CharImageType>;
 using WriterType = itk::ImageFileWriter<CharImageType>;
​
 using CastToRealFilterType = itk::CastImageFilter<CharImageType, RealImageType>;
 using CannyFilterType = itk::CannyEdgeDetectionImageFilter<RealImageType, RealImageType>;

 using RescaleFilterType = itk::RescaleIntensityImageFilter<RealImageType, CharImageType>;//Real to Char

​
 ReaderType::Pointer reader = ReaderType::New();
 CastToRealFilterType::Pointer  toReal = CastToRealFilterType::New();
 CannyFilterType::Pointer cannyFilter = CannyFilterType::New();
 RescaleFilterType::Pointer  rescale = RescaleFilterType::New();
 WriterType::Pointer writer = WriterType::New();
​
​
 reader->SetFileName(input_name);
 writer->SetFileName(output_name);

 toReal->SetInput(reader->GetOutput());//Cast unsigned char to double;
 cannyFilter->SetInput(toReal->GetOutput());//Get double;
 rescale->SetInput(cannyFilter->GetOutput());//reacale;
 writer->SetInput(rescale->GetOutput());
​
 cannyFilter->SetVariance(5.0);
 cannyFilter->SetUpperThreshold(1.0);
 cannyFilter->SetLowerThreshold(1.0);

 try
 {
 writer->Update();
 }
 catch (const itk::ExceptionObject &e)
 {
 cout << "Exceptation Caught" << std::endl;
 cout << e.what() << std::endl;
 return EXIT_FAILURE;
 }
 return EXIT_SUCCESS;
​
​

代码中，处理的图像为 ITK 官网 提供的大脑切片 PNG 格式，Variance 设置为 5.0，UpperThreshold 和 LowerThreshold 都设置为 1.0；最终的呈现效果如下

Snipaste_2020-05-03_21-17-44.png