图像的梯度方向不一致（X vs Y）答案

【问题标题】：Gradient direction not consistent (X vs Y) for an image图像的梯度方向不一致（X vs Y）
【发布时间】：2020-12-18 14:58:29
【问题描述】：

我了解渐变方向是从低值到高值。这是一个例子：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import math

I = np.zeros((3,4), dtype=np.float64)
I[:,0:3] = 1
Y,X = np.mgrid[0:3, 0:4]
Iy,Ix = np.gradient(I)

#plotting quiver plot 1
plt.quiver(X,Y, Ix,Iy,  color='r')
plt.imshow(I)

正如您在上面的图 1 中看到的，方向是从 0 值（低）到 1 值（高）。

当我翻转矩阵并遵循相同的程序时，方向是相反的（从高到低），如下所示：

I2 = np.zeros((3,4), dtype=np.float64)
I2[0:2,:] = 1
print(I2)
Iy2,Ix2 = np.gradient(I2)
plt.imshow(I2)
plt.quiver(X,Y, Ix2,Iy2,  color='r')

箭头不应该向上而不是向下吗？我错过了什么？

【问题讨论】：

我猜这是 Matplotlib 问题。与绘图相比，图像通常以 y 轴反转的方式显示。只是为了检查，确保Iy 矩阵中的值是负数。
感谢@CrisLuengo，确实Iy 术语需要一个负号来纠正它。 plt.quiver(X,Y, Ix2,-Iy2, color='r')
是的，您可以这样更正它，但它不应该是必要的。我的评论想知道这是否是 np.gradient 或 Matplotlib 中的错误。
我刚刚在 MATLAB 中重新定位了您的代码，它在那里按预期工作，Y 的箭头没有反转。
是的，这绝对是plt.quiver 中的一个错误。 Iy2 值是正确的。单独执行plt.quiver 会正确显示箭头（指向下方，默认为负 y 方向）。添加图像会反转轴，但不会反转箭头的方向。

标签： python numpy image-processing computer-vision gradient

【解决方案1】：

为了纠正 y 轴的反转，颤动图需要在 Iy 术语前面加上负数。 plt.quiver(X,Y, Ix2,-Iy2, color='r')

【讨论】：