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    OpenCV 图像梯度的实现方法

    作者:我是小白呀 时间:2021-08-07 17:55

    目录
    • 概述
    • 梯度运算
    • 礼帽
    • 黑帽
    • Sobel 算子
      • 计算 x
      • 计算 y
      • 计算 x+y
      • 融合

    概述

    OpenCV 是一个跨平台的计算机视觉库, 支持多语言, 功能强大. 今天小白就带大家一起携手走进 OpenCV 的世界.

    梯度运算

    梯度: 膨胀 (Dilating) - 腐蚀 (Eroding).

    例子:

    # 读取图片
    pie = cv2.imread("pie.png")
    
    # 核
    kernel = np.ones((7, 7), np.uint8)
    
    # 计算梯度
    gradient = cv2.morphologyEx(pie, cv2.MORPH_GRADIENT, kernel=kernel)
    
    # 图片展示
    cv2.imshow("gradient", gradient)
    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()
    

    输出结果:

    在这里插入图片描述

    礼帽

    礼帽 (Top Hat): 原始输入 - 开运算结果.

    例子:

    # 读取图片
    img = cv2.imread("white.png")
    
    # 核
    kernel = np.ones((7, 7), np.uint8)
    
    # 礼帽
    tophat = cv2.morphologyEx(img, cv2.MORPH_TOPHAT, kernel=kernel)
    
    # 图片展示
    cv2.imshow("tophat", tophat)
    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()
    

    输出结果:

    在这里插入图片描述

    黑帽

    黑帽 (Black Hat): 闭运算 - 原始输入.

    例子:

    # 读取图片
    img = cv2.imread("white.png")
    
    # 核
    kernel = np.ones((7, 7), np.uint8)
    
    # 礼帽
    blackhat = cv2.morphologyEx(img, cv2.MORPH_BLACKHAT, kernel=kernel)
    
    # 图片展示
    cv2.imshow("blackhat", blackhat)
    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()
    

    输出结果:

    在这里插入图片描述

    Sobel 算子

    Sobel 算子 (Sobeloperator) 是边缘检测中非常重要的一个算子. Sobel 算子是一类离散性差分算子, 用来运算图像高亮度函数的灰度之近似值.

    格式:

    cv2.Sobel(src, ddepth, dx, dy, ksize)
    

    参数:

    • src: 原图
    • ddepth: 图片深度
    • dx: 水平方向
    • dy: 竖直方向
    • ksize: 算子大小

    计算 x

    代码:

    # 读取图片
    img = cv2.imread("pie.png")
    
    # Sobel算子
    sobelx = cv2.Sobel(img, -1, 1, 0, ksize=3)
    
    # 展示图片
    cv2.imshow("sobelx", sobelx)
    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()
    

    输出结果:

    在这里插入图片描述

    计算 y

    代码:

    # 读取图片
    img = cv2.imread("pie.png")
    
    # Sobel算子
    sobely = cv2.Sobel(img, -1, 0, 1, ksize=3)
    
    # 展示图片
    cv2.imshow("sobely", sobely)
    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()
    

    输出结果:

    在这里插入图片描述

    计算 x+y

    代码:

    # 读取图片
    img = cv2.imread("pie.png")
    
    # Sobel算子
    sobel = cv2.Sobel(img, -1, 1, 1, ksize=3)
    
    # 展示图片
    cv2.imshow("sobel", sobel)
    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()
    

    输出结果:

    在这里插入图片描述

    融合

    代码:

    # Sobel算子
    sobelx = cv2.Sobel(img, cv2.CV_64F, 1, 0, ksize=3)
    sobely = cv2.Sobel(img, cv2.CV_64F, 0, 1, ksize=3)
    
    # 转换成绝对值
    sobelx = cv2.convertScaleAbs(sobelx)
    sobely = cv2.convertScaleAbs(sobely)
    
    # 融合
    sobel_xy = cv2.addWeighted(sobelx, 0.5, sobely, 0.5, 0)
    
    # 展示图片
    cv2.imshow("sobel_xy", sobel_xy)
    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()
    

    输出结果:

    在这里插入图片描述

    注: 当 ddepth 设置为 -1, 即与原图保持一致, 得到的结果可能是错误的. 计算梯度值可能出现负数, 负数会自动截断为 0. 为了避免信息丢失, 我们需要使用更高是数据类型 cv2.CV_64F, 再通过取绝对值将其映射到 cv2.CV_8U 类型.

    jsjbwy
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