基于Opencv的梯度及其方向

我们都知道梯度很好求，只需要将[-1,1] 与图像分别在x 方向和y方向卷积，即可求得两个方向上的梯度。不过在求梯度方向时，还是有些麻烦，因为梯度方向会指向360°的任何一个方向，所以直接用atan（dy/dx）函数，通常会得到正负PI/2范围内的值，因此，在本文中将根据dy、dx的正负，求取任一象限内的梯度方向。x、y以及四个象限如下图所示：

在本文中编制了两个函数一个是获取梯度方向函数

Mat getGradientDirect(Mat&img_dy,Mat&img_dx)

一个是将梯度方向等分为8个方向：0、PI/4、PI/2、PI、5PI/4、3PI/2、7PI/4.。函数名为：

void octantDirect(Mat&theta)

下面是两个函数的代码：

Mat getGradientDirect(Mat&img_dy,Mat&img_dx)
{
    int rows=img_dx.rows,cols=img_dy.cols;
    Mat theta(rows,cols,img_dx.type(),Scalar::all(0));
    for(int i=0;i<rows;i++)
    {
        for(int j=0;j<cols;j++)
        {
            Vec3f dx=img_dx.at<Vec3f>(i,j);
            Vec3f dy=img_dy.at<Vec3f>(i,j);
            for(int k=0;k<theta.channels();k++)
            {
                if(dx[k]>0&&dy[k]==0)//X正向
                    theta.at<Vec3f>(i,j)[k]=0;
                if(dx[k]>0&&dy[k]>0)//第1象限
                    theta.at<Vec3f>(i,j)[k]=atan(dy[k]/dx[k]);
                if(dx[k]==0&&dy[k]>0)//Y正向
                    theta.at<Vec3f>(i,j)[k]=PI/2;
                if(dx[k]<0&&dy[k]>0)//第2象限
                    theta.at<Vec3f>(i,j)[k]=atan(dy[k]/dx[k])+PI;
                if(dx[k]<0&&dy[k]==0)//X负向
                    theta.at<Vec3f>(i,j)[k]=PI;
                if(dx[k]<0&&dy[k]<0)//第3象限
                    theta.at<Vec3f>(i,j)[k]=atan(dy[k]/dx[k])+PI;
                if(dx[k]==0&&dy[k]<0)//Y负向
                    theta.at<Vec3f>(i,j)[k]=PI*1.5;
                if(dx[k]>0&&dy[k]<0)//第4象限
                    theta.at<Vec3f>(i,j)[k]=atan(dy[k]/dx[k])+2*PI;
                if(dx[k]==0&&dy[k]==0)// dy/dx=0/0
                    theta.at<Vec3f>(i,j)[k]=0;
            }
        }
    }
    return theta;
}

　　八分仪代码：

void octantDirect(Mat&theta)
{
    int rows=theta.rows,cols=theta.cols;
    for(int i=0;i<rows;i++)
    {
        for(int j=0;j<cols;j++)
        {
            auto p=theta.at<Vec3f>(i,j);
//            auto pr=theta.data+i*theta.step[0]+j*theta.step[1];
            for(int k=0;k<theta.channels();k++)
            {
                if((0.125*PI>p[k]&&p[k]>=0) ||
                        ( PI*2>p[k]&&p[k]>=PI*1.875))
                    theta.at<Vec3f>(i,j)[k]=0;
                if(0.375*PI>p[k]&&p[k]>=0.125*PI)
                    theta.at<Vec3f>(i,j)[k]=1;
                if(0.625*PI>p[k]&&p[k]>=0.375*PI)
                    theta.at<Vec3f>(i,j)[k]=2;
                if(0.875*PI>p[k]&&p[k]>=0.625*PI)
                    theta.at<Vec3f>(i,j)[k]=3;
                if(1.125*PI>p[k]&&p[k]>=0.875*PI)
                    theta.at<Vec3f>(i,j)[k]=4;
                if(1.375*PI>p[k]&&p[k]>=1.125*PI)
                    theta.at<Vec3f>(i,j)[k]=5;
                if(1.625*PI>p[k]&&p[k]>=1.375*PI)
                    theta.at<Vec3f>(i,j)[k]=6;
                if(1.875*PI>p[k]&&p[k]>=1.625*PI)
                    theta.at<Vec3f>(i,j)[k]=7;
            }

        }
    }
}