OpenCV - 如何计算垫子的对数？

Posted 2023-02-22

【中文标题】OpenCV - 如何计算垫子的对数？

【英文标题】：OpenCV - How to claculate logarithm of a Mat?

【发布时间】：2020-02-27 14:25:16

【问题描述】：

我正在尝试根据这个公式计算两个向量 X 和 Y：

地点：

我决定使用两个 Mat 作为向量：

    Mat X, Y, B, G, R, input_f;

    // read RGB image
    Mat input = imread("an RGB image");

    // convert to float to deal with larger numbers
    input.convertTo(input_f, CV_64FC3);

    // split the image into 3 channels
    vector<Mat> channels(3);
    split(input_f, channels);
    B = channels[0];
    G = channels[1];
    R = channels[2];

    // calculate X , Y vectors
    Mat div_x, div_y;
    divide(R, G, div_x); // R(p_i) / G(p_i)
    divide(B, G, div_y); // B(p_i) / G(p_i)
    div_x.setTo(1, Mat(div_x == 0)); // set zeros to ones to avoid large negative numbers
    div_y.setTo(1, Mat(div_y == 0));
    log(div_x, X); // X = log(R(p_i) / G(p_i))
    log(div_y, Y); // Y = log(B(p_i) / G(p_i))

因为documentaion 中的这个原因，我将零值更改为一：

void log(InputArray src, OutputArray dst);

其中 C 是一个很大的负数（在当前实现中约为 -700）。

我不想要大的负数，因为稍后我要将X 和Y 的所有像素值相加，总和变为-nan。

我确定我取对数的方式有问题，因为结果是错误的。我应该如何以正确的方式做到这一点？

---

例如，对于这张图片：

X 和 Y 值应该是这样的（蓝点）：

但就我而言，它们是这样的：

这些是垫子：

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根据下面的答案，我将这个添加到代码中以避免零除：

R += 1;
B += 1;
G += 1;

但现在我的情节看起来仍然不同：

基于以下答案，已修复（OpenCV 对数函数采用绝对值的对数）：

【问题讨论】：

出了点问题……因为结果是错误的您能否更具体地说明什么是错误的，即预期什么，得到了什么？

@S.M.我为这个问题添加了一个情节。纵轴为log(B/G)，横轴为log(R/G)。

【参考方案1】：

很难判断您到底在哪一部分做错了（矩阵除法、将零更改为一或调用登录矩阵）。无论如何，我只是根据您的问题中的方程式实现了您的算法，我获得的结果或多或少是您所期望的（使用您的图像）：

代码很简单，只是一步一步的方程求值：

  cv::Mat bgr[3];
  cv::Mat pic = cv::imread(PATH_TO_FILE);
  cv::split(pic, bgr);
  cv::Mat B = bgr[0];
  cv::Mat G = bgr[1];
  cv::Mat R = bgr[2];
  std::vector<float> X;
  std::vector<float> Y;
  std::transform(R.data, R.data + R.total(), G.data, std::back_inserter(X),
    [](uint8_t r, uint8_t g)
    
      return std::log((float)r/(float)g);
    );
  std::transform(B.data, B.data + B.total(), G.data, std::back_inserter(Y),
    [](uint8_t b, uint8_t g)
    
      return std::log((float)b/(float)g);
    );

使用 gnuplot 创建的图形。 X X 轴矢量，Y Y 轴矢量。 X.size() == Y.size() == 11532.

您可能应该调查G[i] == 0 的情况应该发生什么，因为您可能会收到“浮点异常”。分子和分母都为零的特殊情况。

如果你想避免大的负对数，只改变分子的值（假设从 0 到 1）。不要改变除法结果，因为在大分母的情况下已经有很大的不同了。

【讨论】：

我试过你的代码，但我的情节看起来不同。我是这样画的：for(int i=0; i< pic.total(); i++) Point center = Point(X[i] , Y[i]); circle(plot, center, 1, Scalar(255, 0, 0), 1);

@HadiGhahremanNezhad 这是不同的，因为 OP 打错了，当从imread 返回时，第一个频道是蓝色而不是红色。其次，在绘制绘图时如何处理负值Point(X[i],Y[i])？最终绘图图像上坐标系的原点在哪里？如果b/g 小于1，则log 返回负值。

@rafix07 你是对的。我更正了负值，情节变得和论文一样。