本文主要講述以下幾個函式的作用:
(1)cvsobel
(2)cvconvertscaleabs
(3)cvcvtcolor
首先,我們來了解一下計算機是如何檢測邊緣的。以灰度影象為例,它的理論基礎是這樣的,如果出現乙個邊緣,那麼影象的灰度就會有一定的變化,
為了方便假設由黑漸變為白代表乙個邊界
,那麼對其灰度分析,
在邊緣的灰度函式就是乙個一次函式
y=kx
,對其求一階導數就是其斜率k
,就是說邊緣的一階導數是乙個常數,
而由於非邊緣的一階導數為零,這樣通過求一階導數就能初步判斷影象的邊緣了
。通常是
x方向和
y方向的導數,也就是梯度。理論上計算機就是通過這種方式來獲得影象的邊緣。
但是,具體應用到影象中你會發現這個導數是求不了的,因為沒乙個準確的函式讓你去求導,而且計算機在求解析解要比求數值解麻煩得多,所以就想到了一種替代的方式來求導數。就是用乙個
3×3的視窗來對影象進行近似求導。
拿對x方向求導為例,某一點的導數為第三行的元素之和減去第一行元素之和,這樣就求得了某一點的近似導數。
其實也很好理解為什麼它就近似代表導數,導數就代表乙個變化率,從第一行變為第三行,灰度值相減,當然就是乙個變化率了。這就是所謂的
prewitt
運算元。這樣近似
x方向導數就求出來了。
y方向導數與
x方向導數求法相似,只不過是用第三列元素之和減去第一列元素之和。
x方向和
y方向導數有了,那麼梯度也就出來了。這樣就可以找出一幅圖中的邊緣了。
還有乙個問題,由於求的是
3×3中心點的導數,所以給第二列加了乙個權重,它的權重為
2,第一列和第三列的權重為
1,好了,這就是
sobel
運算元了。相比
prewitt
運算元,sobel
的抗噪能力更強。如圖所示:
這樣,中心點的
x方向導數就求出來了。
舉個例子吧。
x點以sobel
方式求導數
δx=1×50+2×30+1×50
-(1×50+2×30+1×50)=0
。這樣可以看出這個點不是邊界。
好了,了解了基本理論之後,我們看看
opencv
下的sobel
函式吧。
(1)void cvsobel( const cvarr* src, cvarr* dst, int xorder, intyorder, int aperture_size=3 );
src:輸入影象;
dst:輸出影象;
xorder:x
方向上的差分階數;
yorder:y
方向上的差分階數;
aperture_size
擴充套件sobel
核的大小(既視窗階數),必須是
1(注意這是乙個
3×1或
1×3向量而不是乙個方陣)
, 3, 5 或7
。 然後,因為以
sobel
方式求完導數後會有負值,還有會大於
255的值。而一開始建的
sobel
的影象是8位:
ipl_depth_8u
,也就是
8位無符號數,所以
sobel
建立的影象位數不夠,要
16位有符號的
,也就是
ipl_depth_16s
。因此需要建立影象為16位,需要這句
sobel= cvcreateimage (cvgetsize(frame) ,ipl_depth_16s,1);這樣子執行,才會不報錯,但是sobel影象顯示不出來,這是什麼原因呢?原來影象顯示是以8位無符號顯示的,現在是16位有符號,當然顯示會出問題了。所以還要將sobel轉為8位無符號。opencv裡提供了乙個函式,就是cvconvertscaleabs。
(2)cvconvertscaleabs( const cvarr* src, cvarr* dst, double scale=1, double shift=0);
src:源影象;
dst:目標影象;
scale
:轉化前乘的係數;
shift
轉化前加的係數。這樣新建乙個無符號影象再轉換就可以實現了。
iplimage*sobel8u=cvcreateimage(cvgetsize(sobel),ipl_depth_8u,1);
再在顯示影象前加上
cvconvertscaleabs(sobel,sobel8u,1,0);
這樣就可以看到
cvsobel
的效果了。可以看
x方向或
y方向求導是什麼效果。
最後講一下cvcvtcolor這個函式,
是opencv裡的顏色空間轉換函式,可以實現rgb顏色向hsv,hsi等顏色空間的轉換,也可以轉換為灰度影象。
引數cv_rgb2gray是rgb到gray,引數 cv_gray2rgb是gray到rgb
。處理結果是彩色的。
(3)void cvcvtcolor( const cvarr* src, cvarr* dst, int code );
src輸入的 8-bit,16-bit或 32-bit單倍精度浮點數影像。
dst輸出的8-bit, 16-bit或 32-bit單倍精度浮點數影像。
code
色彩空間轉換的模式,該code來實現不同型別的顏色空間轉換。比如:
cv_bgr2gray表示轉換為灰度圖,
cv_bgr2hsv將從rgb空間轉換為hsv空間。
其中當code選用cv_bgr2gray時,dst需要是單通道。
當code選用cv_bgr2hsv時,對於8點陣圖,需要將rgb值歸一化到0-1之間。
這樣得到hsv圖中的h範圍才是0-360,s和v的範圍是0-1。
現在,為了方便大家,我把完整的程式也放上來了。
**:
結果:
(完)
再說邊緣特徵提取sobel運算元
本文主要講述以下幾個函式的作用 1 cvsobel 2 cvconvertscaleabs 3 cvcvtcolor 首先,我們來了解一下計算機是如何檢測邊緣的。以灰度影象為例,它的理論基礎是這樣的,如果出現乙個邊緣,那麼影象的灰度就會有一定的變化,為了方便假設由黑漸變為白代表乙個邊界,那麼對其灰度...
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