Sobel 边缘检测、边缘方向

Question

我已经实现了 Sobel 边缘检测器，并对计算边缘方向有一些疑问。

在完成索贝尔核卷积后，我使用这个函数来计算边缘强度。

Gxy = sqrt( pow(Gx, 2) + pow(Gy,2) )

其中 Gx 是 X 方向 Sobel 核的卷积和，Gy 是 Y 方向 Sobel 核的卷积和。 （注意X和Y方向的sobel内核是不同的内核）

Y内核：

• 1 2 1
• 0 0 0
• -1 -2 -1

X内核：

• -1 0 1
• -2 0 2
• -1 0 1

当我尝试计算时边缘方向（theta 以度为单位），我使用以下规则：

• 如果 Gy == 0 且 Gx == 0，则 theta = 0
• 如果 Gy != 0 且 Gx == 0，则 theta = 90
• 否则，theta = (arctan( Gy / Gx ) * 180) / PI

我所有的文档都告诉我角度应该是 > 0且< 360 和我继续获得负价值取向的边缘。在计算 theta 或卷积时，我是否做错了什么？或者我应该将 360 或 180 添加到负 theta 值？

提前致谢，

Answer 1

很难准确回答你的问题，因为你没有具体提到如何计算 arctan 函数。

例如，如果您使用标准库的atan函数，则负数角度是可以预料的。

此外，您会注意到，具有单个参数的 atan 只能返回第一和第四象限中的值（因为，例如，tan 45 == tan 225 当使用度）。

如果您确实想要四个象限之一的角度（您应该真正问问自己这对您的应用程序是否重要），那么请查看 atan2.

Answer 2

如果您使用 OpenCV、C++，您可以执行以下操作：

    Mat gray = some grayscale image;

计算 x/y 轴的边缘梯度'

    Mat dx(gray.rows, gray.cols, CV_16SC1);
    Mat dy(gray.rows, gray.cols, CV_16SC1);
    int aperture_size=3;
    Sobel(gray, dx, CV_32FC1, 1, 0, aperture_size, 1, 0, BORDER_REPLICATE);
    Sobel(gray, dy, CV_32FC1, 0, 1, aperture_size, 1, 0, BORDER_REPLICATE);

使用 OpenCV 的 cartToPolar

    Mat Mag(gray.size(), CV_32FC1);
    Mat Angle(gray.size(), CV_32FC1);
    cartToPolar(dx, dy, Mag, Angle, true);