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1、【OpenCV】边缘检测：Sobel、拉普拉斯算子转自：边缘边缘（edge）是指图像局部强度变化最显著的部分。主要存在于目标与目标、目标与背景、 区域与区域（包括不同色彩）之间，是图像分割、纹理特征和形状特征等图像分析的重要基 础。图像强度的显著变化可分为：阶跃变化函数，即图像强度在不连续处的两边的像素灰度值有着显著的差异；线条（屋顶）变化函数，即图像强度突然从一个值变化到另一个值，保持一较 小行程后又回到原来的值。图像的边缘有方向和幅度两个属性，沿边缘方向像素变化平缓，垂直于边缘方向像素变化剧烈边缘上的这种变化可以用微分算子检测出来，通常用一阶或二阶导数来检测边缘。(a)( b)分别是阶跃函
2、数和屋顶函数的二维图像；(c)( d)是阶跃和屋顶函数的函数图象；(e) (f)对应一阶倒数；(g)( h)是二阶倒数。一阶导数法：梯度算子对于左图，左侧的边是正的(由暗到亮)，右侧的边是负的(由亮到暗)。对于右图，结 论相反。常数部分为零。用来检测边是否存在。梯度算子 Gradient operators函数f(x,y)在(x,y)处的梯度为一个向量:计算这个向量的大小为:近似为：梯度的方向角为:(仏 v) = arctan()Sobel算子sobel算子的表示:G二+2比+鬲）一（1+2比+金）Gy =（弓 +2 耳 + zp）-（z+2z4 +z7）梯度幅值：I町14+冋用卷积模板来实现
3、：12-1101Gx000Gy-202121-101【相关代码】接口cpp view plaincopyprint?1.CV_EXPORTS_W void Sobel（ InputArray src, OutputArray dst,int ddepth,2.int dx, int dy, int ksize=3.3.double scale=1,double delta=0,4.int borderType=BORDER_DEFAULT ）;使用cpp view plaincopyprint?1. / Sobe I/2. / Generate grad_x and grad_y3. Mat
4、grad_x, grad_y;4.Mat abs_grad_x, abs_grad_y5. Ill Gradient X6. Scharr( src_gray, grad_x, ddepth, 1,0, scale, delta, BORDER_DEFAULT );7. IICalculates the first, second, third, or mixed image derivatives using an extended Sobel operator.8. Sobel( src_gray, grad_x, ddepth, 1,0, 3, scale, delta, BORDER_
5、DEFAULT );9. convertScaleAbs( grad_x, abs_grad_x );10. Ill Gradient Y11. IIScharr( src_gray, grad_y, ddepth, 0, 1, scale, delta, BORDER_DEFAULT );12. Sobel( src_gray, grad_y, ddepth, 0, 1,3, scale, delta, BORDER_DEFAULT );13. convertScaleAbs( grad_y, abs_grad_y );14. III Total Gradient (approximate)
6、15. addWeighted( abs grad x, 0.5, abs grad y, 0.5, 0, grad );二阶微分法：拉普拉斯二阶微分在亮的一边是负的，在暗的一边是正的。常数部分为零。可以用来确定边的准确 位置，以及像素在亮的一侧还是暗的一侧。LapLace 拉普拉斯算子二维函数f(x,y)的拉普拉斯是一个二阶的微分，定义为:其中:= fxy-2fx,yfx-liy马=/工 J +1 - 2/兀刃+/3-1可以用多种方式将其表示为数字形式。对于一个3*3的区域，经验上被推荐最多的形式是:V2/- 4z5 -(z2 +z4 + 召 +zs)定义数字形式的拉普拉斯要求系数之和必为0
7、ZZn厶z3Z4Z5Z6z?ZgZ9【相关代码】接口cpp view plaincopyprint?int ddepth,1. CV_EXPORTS_W void Laplacian( InputArray src, OutputArray dst.2.int ksize=1, double scale=1, double delta=0,3.int borderType=BORDER_DEFAULT );使用cpp view plaincopyprint?1. Mat abs_dst,dst;2. intscale = 1;3. intdelta = 0;4. intddepth = CV_
8、16S;5. intkernel_size = 3;6. Laplacian( src_gray, dst, ddepth, kernel_size, scale, delta, BORDER_DEFAULT );7. convertScaleAbs( dst, abs_dst );8. namedWindow( window_name2, CV_WINDOW_AUTOSIZE );实践效果原图注意，边缘检测对噪声比较敏感，需要先用高斯滤波器对图像进行平滑。参考博文:【OpenCV】邻域滤波：方框、高斯、中值、双边滤波Sobel边缘检测Sobel算子可以直接计算 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 于x轴的边；| Gy |则是正交于y轴的边。Laplace边缘检测拉普拉斯对噪声敏感，会产生双边效果。不能检测出边的方向。通常不直接用于边的检 测，只起辅助的角色，检测一个像素是在边的亮的一边还是暗的一边利用零跨越，确定边 的位置。
【OpenCV】边缘检测：Sobel、拉普拉斯算子.
