Sobel 的梯度是什么意思？

Question

我有每个像素的 Sobel 算子的梯度。在我的情况下是 320x480。但是我怎样才能将它们与方向联系起来呢？例如，我打算为指纹绘制一个方向图。那么，我该如何开始呢？

是通过将梯度分成块（例如 16x24）然后将梯度相加并用 384 来获得平均梯度吗？然后从那里使用平均梯度从块的中心画一条线？

如果我错了，请纠正我。谢谢。

这是我用来寻找渐变的代码

cv::Mat original_Mat=cv::imread("original.bmp", 1);

cv::Mat grad = cv::Mat::zeros(original_Mat.size(), CV_64F);

cv::Mat grad_x = cv::Mat::zeros(original_Mat.size(), CV_64F); 
cv::Mat grad_y = cv::Mat::zeros(original_Mat.size(), CV_64F);

/// Gradient X
cv::Sobel(original_Mat, grad_x, CV_16S, 1, 0, 3);

/// Gradient Y
cv::Sobel(original_Mat, grad_y, CV_16S, 0, 1, 3);

short* pixelX = grad_x.ptr<short>(0);
short* pixelY = grad_y.ptr<short>(0);

int count = 0;
int min = 999999;
int max = -1;
int a=0,b=0;

for(int i = 0; i < grad_x.rows * grad_x.cols; i++) 
{
    double directionRAD = atan2(pixelY[i], pixelX[i]);
    int directionDEG = (int)(180 + directionRAD / CV_PI * 180);

    //printf("%d ",directionDEG);
    if(directionDEG < min){min = directionDEG;}
    if(directionDEG > max){max = directionDEG;}


    if(directionDEG < 0 || directionDEG > 360)
    {
        cout<<"Weird gradient direction given in method: getGradients.";
    }

}

Answer 1

有几种方法可以可视化方向图：

正如您所建议的，您可以按块绘制它，但是您必须小心“平均”方向。例如，如果对 0° 和 180° 方向进行平均会发生什么？

更常见的是，方向只是简单地映射到一个灰度值。这将可视化每个像素的梯度。例如：

int v = (int)(128+directionRAD / CV_PI * 128);

（免责声明：不是 100% 确定 128，其中一个实际上可能必须是 127...

或者您可以将 x 和 y 梯度幅度分别映射到 r 和 g 分量，理想情况是在将梯度向量标准化为长度 1 之后。假设 normX 是 x 方向上的标准化梯度-1 和 1 之间的值：

int red = (int)((normX + 1)*127.5);
int green= (int)((normY + 1)*127.5);

Answer 2

平均取决于 Sobel 内核大小。

使用 CV_32FC 或 CV_64FC 代替 CV_16S 会更好。

您还可以使用 cv::phase 方法加速您的代码。

在这里查看我的答案：Sobel operator for gradient angle