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使用OpenCV实现迷宫解密的全过程

python 来源:互联网 作者:佚名 发布时间:2022-10-19 21:49:08 人浏览
摘要

一、你能自己走出迷宫吗? 如下图所示,可以看到是一张较为复杂的迷宫图,相信也有人尝试过自己一点一点的找出口,但我们肉眼来解谜恐怕眼睛有点小难受,特别是走了半天发现这

一、你能自己走出迷宫吗?

如下图所示,可以看到是一张较为复杂的迷宫图,相信也有人尝试过自己一点一点的找出口,但我们肉眼来解谜恐怕眼睛有点小难受,特别是走了半天发现这迷宫无解,代入一下已经生气了,所以我们何必不直接开挂,使用opencv来代替我们寻找最优解。

恩,不错,那就整!

注:图像自己截图获取即可。

二、使用OpenCV找出出口。

1、对图像进行二值化处理。

此时我们的图像就反了过来,我们只需要找到一条从入口连续到出口的黑线即可。

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import cv2

import numpy as np

  

img = cv2.imread('../photos/1.png')

# cv2.imshow('maze',img)

# cv2.waitKey(0)

# cv2.destroyAllWindows()

  

#对图像进行二值化

# Binary conversion

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

  

#反转tholdolding将给我们一个二进制的图像与白色的墙壁和黑色的背景。

ret, thresh = cv2.threshold(gray, 127, 255, cv2.THRESH_BINARY_INV)

cv2.imshow('THRESH_BINARY_INV',thresh)

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()

2、 对二值化后的图像进行轮廓检测并标注

可以看到大致路线已经出现。

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#对二值化处理的图像进行轮廓检测并标注

# Contours

contours, hierarchy = cv2.findContours(thresh, cv2.RETR_EXTERNAL,

                                       cv2.CHAIN_APPROX_NONE)

print('len(contours):',len(contours))

  

# dc=cv2.drawContours(thresh, contours, 0, (255, 255, 255), -1)

#用不同颜色来标注

dc=cv2.drawContours(thresh, contours, 0, (255, 255, 255), 5)

  

# TODO 大迷宫的len(contours): 26

dc=cv2.drawContours(dc, contours, 1, (0, 0, 0), 5)

cv2.imshow('drawContours',dc)

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()

3、对图像阈值进行处理。

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#对图像阈值进行处理

ret, thresh = cv2.threshold(dc, 240, 255, cv2.THRESH_BINARY)

  

# ret, thresh = cv2.threshold(thresh, 240, 255, cv2.THRESH_BINARY)

cv2.imshow('thresh2',thresh)

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()

4、对图像进行扩展操作。

扩张是数学形态领域的两个基本操作者之一,另一个是侵蚀。它通常应用于二进制图像,但有一些版本可用于灰度图像。

操作者对二进制图像的基本效果是逐渐扩大前景像素区域的边界(通常为白色像素)。因此,前景像素的面积大小增加,而这些区域内的孔变小。

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# Dilate

ke = 10

# kernel = np.ones((19, 19), np.uint8)

kernel = np.ones((ke, ke), np.uint8)

dilation = cv2.dilate(thresh, kernel, iterations=1)

cv2.imshow('dilation',dilation)

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()

5、对图像进行侵蚀操作。 

侵蚀是第二个形态运算符。它也适用于二进制图像。操作者对二进制图像的基本效果是消除前景像素区域的边界(通常为白色像素)。

因此,前景像素的面积缩小,并且这些区域内的孔变大。

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# Erosion

erosion = cv2.erode(dilation, kernel, iterations=1)

cv2.imshow('erosion',erosion)

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()

6、分迷宫通道找出路径。

为了在原始迷宫图像上显示解决方案,首先将原来的迷宫分割成r,g,b组件。现在通过反转diff图像创建一个掩码。使用在最后一步中创建的掩码的原始迷宫的按位和r和g分量。这一步将从迷宫解决方案的图像部分去除红色和绿色成分。最后一个是合并所有组件,我们将使用蓝色标记的解决方案。

到此我们的迷宫也就走通了,总得来说还是比人眼快一些,当然如果你眼观八方那当我没说 ̄□ ̄||

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#找到两个图像的差异

diff = cv2.absdiff(dilation, erosion)

  

# 分迷宫的通道

b, g, r = cv2.split(img)

mask_inv = cv2.bitwise_not(diff)

  

# masking out the green and red colour from the solved path

r = cv2.bitwise_and(r, r, mask=mask_inv)

g = cv2.bitwise_and(g, g, mask=mask_inv)

  

res = cv2.merge((b, g, r))

cv2.imshow('Solved Maze', res)

  

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()

 三、完整代码如下。

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import cv2

import numpy as np

  

img = cv2.imread('../photos/1.png')

cv2.imshow('maze',img)

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()

  

  

  

#对图像进行二值化

# Binary conversion

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

  

#反转tholdolding将给我们一个二进制的图像与白色的墙壁和黑色的背景。

ret, thresh = cv2.threshold(gray, 127, 255, cv2.THRESH_BINARY_INV)

cv2.imshow('THRESH_BINARY_INV',thresh)

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()

  

#对二值化处理的图像进行轮廓检测并标注

# Contours

contours, hierarchy = cv2.findContours(thresh, cv2.RETR_EXTERNAL,

                                       cv2.CHAIN_APPROX_NONE)

print('len(contours):',len(contours))

  

# dc=cv2.drawContours(thresh, contours, 0, (255, 255, 255), -1)

#用不同颜色来标注

dc=cv2.drawContours(thresh, contours, 0, (255, 255, 255), 5)

  

# TODO 大迷宫的len(contours): 26

dc=cv2.drawContours(dc, contours, 1, (0, 0, 0), 5)

cv2.imshow('drawContours',dc)

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()

  

#对图像阈值进行处理

ret, thresh = cv2.threshold(dc, 240, 255, cv2.THRESH_BINARY)

  

# ret, thresh = cv2.threshold(thresh, 240, 255, cv2.THRESH_BINARY)

cv2.imshow('thresh2',thresh)

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()

  

  

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扩张

扩张是数学形态领域的两个基本操作者之一,另一个是侵蚀。它通常应用于二进制图像,但有一些版本可用于灰度图像。

操作者对二进制图像的基本效果是逐渐扩大前景像素区域的边界(通常为白色像素)。因此,前景像素的面积大小增加,而这些区域内的孔变小。

'''

# Dilate

ke = 10

# kernel = np.ones((19, 19), np.uint8)

kernel = np.ones((ke, ke), np.uint8)

dilation = cv2.dilate(thresh, kernel, iterations=1)

cv2.imshow('dilation',dilation)

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()

  

# Erosion

#侵蚀是第二个形态运算符。它也适用于二进制图像。操作者对二进制图像的基本效果是消除前景像素区域的边界(通常为白色像素)。

# 因此,前景像素的面积缩小,并且这些区域内的孔变大。

erosion = cv2.erode(dilation, kernel, iterations=1)

cv2.imshow('erosion',erosion)

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()

  

#找到两个图像的差异

diff = cv2.absdiff(dilation, erosion)

cv2.imshow('diff',diff)

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()

  

# 分迷宫的通道

b, g, r = cv2.split(img)

mask_inv = cv2.bitwise_not(diff)

#为了在原始迷宫图像上显示解决方案,首先将原来的迷宫分割成r,g,b组件。现在通过反转diff图像创建一个掩码。

# 使用在最后一步中创建的掩码的原始迷宫的按位和r和g分量。这一步将从迷宫解决方案的图像部分去除红色和绿色成分。

# 最后一个是合并所有组件,我们将使用蓝色标记的解决方案。

# masking out the green and red colour from the solved path

r = cv2.bitwise_and(r, r, mask=mask_inv)

g = cv2.bitwise_and(g, g, mask=mask_inv)

  

res = cv2.merge((b, g, r))

cv2.imshow('Solved Maze', res)

  

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()


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