首先,我们来开一下计算机是如何检测边缘的。以灰度图像为例,它的理论基础是这样的,如果出现一个边缘,那么图像的灰度就会有一定的变化,为了方便假设由黑渐变为白代表一个边界,那么对其灰度分析,在边缘的灰度函数就是一个一次函数y=kx,对其求一阶导数就是其斜率k,就是说边缘的一阶导数是一个常数,而由于非边缘的一阶导数为零,这样通过求一阶导数就能初步判断图像的边缘了。通常是X方向和Y方向的导数,也就是梯度。理论上计算机就是通过这种方式来获得图像的边缘。

但是,具体应用到图像中你会发现这个导数是求不了的,因为没一个准确的函数让你去求导,而且计算机在求解析解要比求数值解麻烦得多,所以就想到了一种替代的方式来求导数。就是用一个3×3的窗口来对图像进行近似求导。拿对X方向求导为例,某一点的导数为第三列的元素之和减去第一列元素之和,这样就求得了某一点的近似导数。其实也很好理解为什么它就近似代表导数,导数就代表一个变化率,从第一列变为第三列,灰度值相减,当然就是一个变化率了。这就是所谓的Prewitt算子。这样近似X方向导数就求出来了。Y方向导数与X方向导数求法相似,只不过是用第三行元素之和减去第一行元素之和。X方向和Y方向导数有了,那么梯度也就出来了。这样就可以找出一幅图中的边缘了。

还有一个问题,由于求的是3×3中心点的导数,所以给第二列加了一个权重,它的权重为2,第一列和第三列的权重为1,好了,这就是Sobel算子了。相比Prewitt算子,Sobel的抗噪能力更强。如图所示:

这样,中心点的Y方向导数就求出来了。

举个例子吧。X点以Sobel方式求导数ΔX=1×50+2×30+1×50-(1×50+2×30+1×50)=0。这样可以看出这个点不是边界。

好了,了解了基本理论之后,我们看看OpenCv下的Sobel函数吧,void cvSobel( const CvArr* src, CvArr* dst, int xorder, int yorder, int aperture_size=3 );src:输入图像;dst:输出图像;xorder:x 方向上的差分阶数;yorder:y 方向上的差分阶数;aperture_size 扩展 Sobel 核的大小(既窗口阶数),必须是 1(注意这是一个3×1或1×3向量而不是一个方阵), 3, 5 或 7。

其实,这里是问题的,因为以Sobel方式求完导数后会有负值,还有会大于255的值而你建的Sobel的图像是 IPL_DEPTH_8U,也就是8位无符号数,所以Sobel建立的图像位数不够,要16位有符号的,也就是 IPL_DEPTH_16S。把建立图像这句改为

sobel=cvCreateImage(cvGetSize(frame),IPL_DEPTH_16S,1);运行,发现不报错了,但是Sobel图像显示不出来,这是什么原因呢?原来图像显示是以8位无符号显示的,现在是16位有符号,当然显示会出问题了。所以还要将Sobel转为8位无符号。OpenCv里提供了一个函数,就是cvConvertScaleAbs( const CvArr* src, CvArr* dst, double scale=1, double shift=0 );src:源图像;dst:目标图像;scale:转化前乘的系数;shift转化前加的系数。这样新建一个无符号图像再转换就可以实现了。

IplImage *sobel8u=cvCreateImage(cvGetSize(sobel),IPL_DEPTH_8U,1);

再在显示图像前加上cvConvertScaleAbs(sobel,sobel8u,1,0);这样就可以看到cvSobel的效果了。可以看X方向或Y方向求导是什么效果。

代码如下

 //Sobel边缘检测的程序
#include "cv.h"
#include "highgui.h"
int main( int argc , char** argv)
{
//以灰度图格式加载图像或者用函数cvCvtColor(frame,gray,CV_BGR2GRAY);转为灰度
IplImage* src = cvLoadImage(argv[],CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE);
//以sobel方式求完导之后会有负数,会有大于255的值,故建立图像的数据格式
//要为IPL_DEPTH_16S
IplImage* dst1 = cvCreateImage(cvGetSize(src),IPL_DEPTH_16S,);
IplImage* dst2 = cvCreateImage(cvGetSize(src),IPL_DEPTH_16S,);
IplImage* dst18u = cvCreateImage(cvGetSize(src),IPL_DEPTH_8U,);
IplImage* dst28u = cvCreateImage(cvGetSize(src),IPL_DEPTH_8U,);
//逼近x方向上一阶微分的Sobel算子的效果
cvSobel(
src,
dst1,
,
,
);
//逼近y方向上一阶微分的Sobel算子的效果
cvSobel(
src,
dst2,
,
,
);
//图像是以8位无符号显示的,故要把输出图像的数据格式转化为IPL_DEPTH_8U
cvConvertScaleAbs(dst1,dst18u,,);
cvConvertScaleAbs(dst2,dst28u,,);
cvNamedWindow("src",);
cvNamedWindow("dst1",);
cvNamedWindow("dst2",);
cvShowImage("src",src);
cvShowImage("dst1",dst18u);
cvShowImage("dst2",dst28u);
cvWaitKey();
cvReleaseImage(&src);
cvReleaseImage(&dst1);
cvReleaseImage(&dst2);
cvReleaseImage(&dst18u);
cvReleaseImage(&dst28u);
cvDestroyWindow("src");
cvDestroyWindow("dst1");
cvDestroyWindow("dst2");
return ;
}

opencv学习笔记之cvSobel 函数解析的更多相关文章

  1. OpenCV 学习笔记03 findContours函数

    opencv-python   4.0.1 1 函数释义 词义:发现轮廓! 从二进制图像中查找轮廓(Finds contours in a binary image):轮廓是形状分析和物体检测和识别的 ...

  2. OpenCV 学习笔记03 threshold函数

    opencv-python   4.0.1 简介:该函数是对数组中的每一个元素(each array element)应用固定级别阈值(Applies a fixed-level threshold) ...

  3. opencv学习笔记——cv::CommandLineParser函数详解

    命令行解析类CommandLineParser 该类的作用主要用于命令行的解析,也就是分解命令行的作用.以前版本没这个类时,如果要运行带参数的.exe,必须在命令行中输入文件路径以及各种参数,并且输入 ...

  4. opencv学习笔记——cv::mean()函数详解

    opencv中封装了一个专门用于求解cv::Mat均值的函数,即cv::mean(&cv::Mat),该函数会得到Mat中各个通道的均值,若要获取指定通道的均值,做进一步解析即可. 具体使用方 ...

  5. 【opencv学习笔记】SetImageROI函数设置ROI区域的作用及用法

    虽然先前知道ROI区域是感兴趣区域,但是真正看到调用了OpenCV的cvSetImageROI函数时,并不知道它的作用,所以还是单独写了一段代码对这个函数进行探究.   OpenCVchm文档中对cv ...

  6. OpenCV学习笔记:resize函数改变图像的大小

    OpenCV提供了resize函数来改变图像的大小,函数原型如下: , , int interpolation=INTER_LINEAR ); 参数解释: src:输入,原图像,即待改变大小的图像: ...

  7. OpenCV 学习笔记03 drawContours函数

    opencv-python   4.0.1 轮廓的绘制或填充. cv2.drawContours(image, contours, contourIdx, color[, thickness[, li ...

  8. opencv学习笔记——图像缩放函数resize

    opencv提供了一种图像缩放函数 功能:实现对输入图像缩放到指定大小 函数原型: void cv::resize ( InputArray src, OutputArray dst, Size ds ...

  9. opencv学习笔记——时间计算函数getTickCount()和getTickFrequency()

    cv::getTickCount()可以用来测量一段代码的运行时间,这个函数返回从上次开机算起的时钟周期数. 由于我们需要的是某个代码段运行的毫秒数,因此还需要另一个函数cv::getTickFreq ...

随机推荐

  1. 【scala】 scala 类 (五)

    1.scala类 1.class 关键字 2.var 属性 默认生成getter/setter 方法 3.val 属性 默认生成getter 方法 4. 自定义getter /setter 方法 , ...

  2. Java泛型方法与数据查询

    在使用JDBC查询数据库中数据时,返回的结果是ResultSet对象,使用十分不方便.Commons DbUtils组件提供了将ResultSet转化为Bean列表的方法,但是该方法在使用时需要根据不 ...

  3. XMPP协议实现即时通讯底层书写 (一)--从RFC6121阅读開始

    Extensible Messaging and Presence Protocol (XMPP): Instant Messaging and Presence ok,额瑞巴蒂,说好的阅读RFC61 ...

  4. elastic search 概念

    1. index 与 type index 相当于 mysql 的 database, type 相当于 table 2. mapping mapping 相当于 mysql table 的列属性声明 ...

  5. lua 注释

    1. 单行注释 --  功能等同于C++中的// 2. 多行注释  --[[  注释的内容  ]]   功能等同于C++中的 /**/ 3. 多行注释   --[====[   注释和内容  ]=== ...

  6. JSONP 劫持漏洞实例

    0x01 Jsonp简介 Jsonp(JSON with Padding) 是 json 的一种"使用模式",可以让网页从别的域名(网站)那获取资料,即跨域读取数据. 为什么我们从 ...

  7. [Python] Unofficial Windows Binaries for Python Extension Packages

    1. Unofficial Windows Binaries for Python Extension Packages 非官方的Python第三方库,提供基于Windows的二进制扩展包,由加州大学 ...

  8. mysql基础知识笔记

    Mysql基础笔记 环境配置 基本概念 mysql命令行 进入 use show 查询 select order by where like 数据过滤regexp concat 文本函数 日期函数 数 ...

  9. 关于VC中的附加进程调试

    今天领导要求在服务端添加一个获取会议参数的功能接口,接口写好后要自己测试,但是没有客户端的源码,只有客户端安装程序和客户端与服务端发送信令的底层库KSYSClient.dll,而我修改了客户端需要底层 ...

  10. iOS - 实现语言本地化/国际化

      实现iOS语言本地化/国际化(图文详解) 前言 语言本地化,又叫做语言国际化.是指根据用户操作系统的语言设置,自动将应用程序的语言设置为和用户操作系统语言一致的语言.往往一些应用程序需要提供给多个 ...