cartToPolar returns 不同的角度不够

Question

我的目标是使用 opencv 根据角度用 3 种颜色对相机梯度大小进行着色。

为了获得梯度幅度，我将帧从相机转换为灰度，然后应用高斯模糊，然后在 x 轴和 y 轴上创建 sobel，并使用阈值函数将它们二值化。在最后一步，我使用了名为 cartToPolar() 的函数。但调试后，cartToPolar 的角度矩阵 return 只有 3 个不同的值。

负责创建梯度幅度和相应角度的代码

cvtColor(frame, frame, COLOR_BGR2GRAY);
GaussianBlur(frame, gauss, Size(gauss_size, gauss_size), 2.0);

Sobel(gauss, sobel_x, CV_32F, 1.0, 0.0, 3);
threshold(sobel_x, sobel_x_bin, 20, 255, THRESH_BINARY);
Sobel(gauss, sobel_y, CV_32F, 0.0, 1.0, 3);
threshold(sobel_y, sobel_y_bin, 20, 255, THRESH_BINARY);
cartToPolar(sobel_x_bin, sobel_y_bin, gradient, angle, true);

负责着色的代码

gradient.copyTo(gradient_colored);
cvtColor(gradient_colored, gradient_colored, COLOR_GRAY2BGR);
gradient_colored.convertTo(gradient_colored, CV_8UC3, 255);
float angle_value;

Vec3b red = Vec3b(0, 0, 255);
Vec3b green = Vec3b(0, 255, 0);
Vec3b blue = Vec3b(255, 0, 0);
Vec3b white = Vec3b(255, 255, 255);

for (int i = 0; i < gradient.rows; i++) {
    for (int j = 0; j < gradient.cols; j++) {
        angle_value = angle.at<float>(i, j);
        // angle contains only three unique values 0, 44.9, 90, why?

        Vec3b *color = &gradient_colored.at<Vec3b>(i, j);
        if (angle_value > 45 && angle_value <= 135)
            * color = white;
        if (angle_value > 135 && angle_value <= 255)
            * color = blue;
        if (angle_value > 255 && angle_value <= 315)
            * color = green;
        if ((angle_value > 315 && angle_value <= 360) || (angle_value > 0 && angle_value <= 45))
            * color = red;

    }
}

我想要基于相机视图的三色（红、蓝、绿、白、黑）渐变大小，但实际输出只有一种颜色（白、黑、红）

Answer 1

您有两个二进制图像（sobel_x_bin 和 sobel_y_bin），您将它们用作每个像素梯度的 x 和 y 分量。因此，每个像素只能有四个不同的梯度向量，只有三个不同的角度：

x=0, y=0 -> 角度未定义。大概 returns 0.
x=255, y=0 -> 角度为 0°（梯度矢量沿 x 轴）。
x=0, y=255 -> 角度为 90°（梯度矢量沿 y 轴）。
x=255, y=255 -> 角度为 45°。

看看您要交给 cartToPolar 的数组，这应该会变得很清楚。

为什么要用二元阈值对梯度图像进行阈值处理？如果你想切断所有低于某个幅度的梯度，那么你可以使用不同的阈值函数（检查 available options）。但这应该在幅度图像（例如 cartToPolar 返回的图像）上完成，而不是单个组件。

你或许应该试试这个：

cvtColor(frame, frame, COLOR_BGR2GRAY);
GaussianBlur(frame, gauss, Size(gauss_size, gauss_size), 2.0);

Sobel(gauss, sobel_x, CV_32F, 1.0, 0.0, 3);
Sobel(gauss, sobel_y, CV_32F, 0.0, 1.0, 3);
cartToPolar(sobel_x, sobel_y, gradient, angle, true);

然后从那里探索如何获得您需要的东西。

cartToPolar returns 不同的角度不够

cartToPolar returns not enough distinct angles

c++

opencv

gradient

gaussian

magnitude