从 OpenCV Canny 边缘检测器获取角度

Posted 2023-02-17

【中文标题】从 OpenCV Canny 边缘检测器获取角度

【英文标题】：Get angle from OpenCV Canny edge detector

【发布时间】：2013-10-22 23:22:32

【问题描述】：

我想使用 OpenCV 的 Canny 边缘检测器，如 this question 中所述。例如：

cv::Canny(image,contours,10,350); 

但是，我不仅希望得到最终的阈值图像，还希望得到每个像素处检测到的边缘角度。这在 OpenCV 中可行吗？

【参考方案1】：

canny 不会直接给你这个。 但是，您可以通过 canny() 内部使用的 Sobel 变换计算角度。

伪代码：

    cv::Canny(image,contours,10,350);
    cv::Sobel(image, dx, CV_64F, 1, 0, 3, 1, 0, cv::BORDER_REPLICATE);
    cv::Sobel(image, dy, CV_64F, 0, 1, 3, 1, 0, cv::BORDER_REPLICATE);

    cv::Mat angle(image.size(), CV_64F)

    foreach (i,j) such that contours[i, j] > 0
    
        angle[i, j] = atan2(dy[i,j], dx[i , j])
    

【讨论】：

Canny 在内部调用 Sobel，因此该解决方案可能效率低下。如果您从 opencv 获取代码，您可能会编写自己的 Canny 版本，该版本接受输入预先计算的 sobel 图像

【参考方案2】：

除了使用 for 循环，您还可以将 dx 和 dy 渐变提供给返回角度方向的灰度图像的 phase 函数，然后将其传递给 applyColorMap 函数，然后用边缘对其进行遮罩，因此背景是黑色的。

这是工作流程：

获取角度

Mat angles;
phase(dx, dy, angles, true);

true 参数表示角度以度数返回。

将角度范围更改为 0-255，以便您可以转换为 CV_8U 而不会丢失数据

angles = angles / 360 * 255;

请注意，angles 仍然是 CV_64F 类型，因为它来自 Sobel 函数

转换为CV_8U

angles.convertTo(angles, CV_8U);

应用您选择的颜色图

applyColorMap(angles, angles, COLORMAP_HSV);

在这种情况下，我选择 HSV 颜色图。有关更多信息，请参阅：https://www.learnopencv.com/applycolormap-for-pseudocoloring-in-opencv-c-python/

应用边缘蒙版，使背景为黑色

Mat colored;
angles.copyTo(colored, contours);

最后显示图片：D

imshow("Colored angles", colored);

如果您的来源是视频或网络摄像头，在应用边缘遮罩之前，您还必须清除 colored 图像，以防止聚合：

colored.release();
angles.copyTo(colored, contours);

完整代码在这里：

Mat angles, colored;

phase(dx, dy, angles, true);
angles = angles / 360 * 255;
angles.convertTo(angles, CV_8U);
applyColorMap(angles, angles, COLORMAP_HSV);
colored.release();
angles.copyTo(colored, contours);
imshow("Colored angles", colored);

【讨论】：

我是否正确地说在这里只能覆盖 180 度的范围，因为从 180-359 的范围映射到 0-179？

不，这应该适用于 0-359 度的所有范围。颜色映射函数映射从 0 到 255 范围内的每个值，这就是我们将度数范围从 0-360 缩小到 0-255 的原因。所以现在 360deg 的值是 255，180deg 是 128 等等。