图像边缘检测——Sobel算子
计算这个向量的大小为:通常为了提高效率,常近似表示为:
梯度的方向角为:
operator)是图像处理中的算子之一,主要用于边缘检测。在技术上,它是一离散型差分算子,用来运算图像亮度函数的梯度之近似值
。在图像的任何一点使用此算子,将会产生对应的梯度矢量或是其法矢量。
具体计算如下:
Gx = (-1)*f(x-1, y-1) + 0*f(x,y-1) + 1*f(x+1,y-1)
+(-2)*f(x-1,y) + 0*f(x,y)+2*f(x+1,y)
+(-1)*f(x-1,y+1) + 0*f(x,y+1) + 1*f(x+1,y+1)
= [f(x+1,y-1)+2*f(x+1,y)+f(x+1,y+1)]-[f(x-1,y-1)+2*f(x-1,y)+f(x-1,y+1)]
Gy =1* f(x-1, y-1) + 2*f(x,y-1)+ 1*f(x+1,y-1)
+0*f(x-1,y) 0*f(x,y) + 0*f(x+1,y)
+(-1)*f(x-1,y+1) + (-2)*f(x,y+1) + (-1)*f(x+1, y+1)
= [f(x-1,y-1) + 2f(x,y-1) + f(x+1,y-1)]-[f(x-1, y+1) + 2*f(x,y+1)+f(x+1,y+1)]
其中f(a,b)表示图像(a,b)点的灰度值。
再由Gx和Gy求出▽f,如果▽f大于某一阈值,则认为点(x,y)为边缘点。
4.实践效果
我在vs2013中使用opencv库中的cvSobel()函数对输入图像进行了边缘检测。效果如下:
原图:
因为Sobel算子适用于灰度化后的图像,所以还需将原图灰度化:
Gx、Gy可以检测到边的存在,以及从暗到亮,从亮到暗的变化。仅计算|Gx|,产生最强的响应是正交与X轴的边,即得到垂直边缘;仅计算|Gy|,产生最强的响应是正交于Y轴的边,即得到水平边缘。
仅作水平方向求导(Gx):
可以看到得到很多垂直边缘。
仅作垂直方向求导(Gy):
可以看到得到很多水平边缘。
利用Gx和Gy求出▽f,即梯度向量,以其大小|▽f|画出的图如下:
当然,因为边缘检测对图像噪声比较敏感,最好对原图用高斯滤波器进行平滑处理再进行灰度化。我这里没有做这一步。
由于是新浪博客,相关的代码贴不出来,不过也都是些简单的调用而已,查查opencv的API手册就知道如何使用了。
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