估计图像线梯度(不是像素梯度)

Question

我有一个问题，我想估计等高线的梯度。请注意，我不需要像素梯度，但变化率的线条。

如果您看到附加的图像，您将看到一个二值图像与绿色轮廓。我想根据轮廓上像素的梯度来标记每个像素。

我之所以需要梯度，是因为我想要计算梯度方向从+到-或从-+到+的点。

我想不出一个很好的方法，来估计这一点在图像上。有人能帮我建议一下我如何估计这点吗？

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Answer 1

下面是一个小程序，它以非常简单的方式计算每个等高线像素位置的切线(可能还有其他更好的方法！)简单的方法是：differences)：

1. 对于等高线像素c_{i}，获取邻居c_{i-1}和c_{i+1}。
2. c_i处的切线方向为(c_{i-1} - c_{i+1} )

所以，这都是在等高线像素上，但如果你计算出与整个图像像素梯度的正交，也许你可以这样做。(对此不确定;)

下面是代码：

int main()
{
    cv::Mat input = cv::imread("../inputData/ContourTangentBin.png");

    cv::Mat gray;
    cv::cvtColor(input,gray,CV_BGR2GRAY);

    // binarize
    cv::Mat binary = gray > 100;

    // find contours
    std::vector<std::vector<cv::Point> > contours;
    std::vector<cv::Vec4i> hierarchy;
    findContours( binary.clone(), contours, hierarchy, CV_RETR_TREE, CV_CHAIN_APPROX_NONE );    // CV_CHAIN_APPROX_NONE to get each single pixel of the contour!!


    for( int i = 0; i< contours.size(); i++ )
    {
        std::vector<cv::Point> & cCont = contours[i];
        std::vector<cv::Point2f> tangents;

        if(cCont.size() < 3) continue;

        // 1. compute tangent for first point
        cv::Point2f cPoint = cCont.front();
        cv::Point2f tangent = cCont.back() - cCont.at(1);   // central tangent => you could use another method if you like to
        tangents.push_back(tangent);

        // display first tangent
        cv::Mat tmpOut = input.clone();
        cv::line(tmpOut, cPoint + 10*tangent, cPoint-10*tangent, cv::Scalar(0,0,255),1);
        cv::imshow("tangent",tmpOut);
        cv::waitKey(0);

        for(unsigned int j=1; j<cCont.size(); ++j)
        {
            cPoint = cCont[j];
            tangent = cCont[j-1] - cCont[(j+1)%cCont.size()];   // central tangent => you could use another method if you like to
            tangents.push_back(tangent);

            //display current tangent:
            tmpOut = input.clone();
            cv::line(tmpOut, cPoint + 10*tangent, cPoint-10*tangent, cv::Scalar(0,0,255),1);
            cv::imshow("tangent",tmpOut);
            cv::waitKey(0);
            //if(cv::waitKey(0) == 's') cv::imwrite("../outputData/ContourTangentTangent.png", tmpOut);
        }

        // now there are all the tangent directions in "tangents", do whatever you like with them
    }

    for( int i = 0; i< contours.size(); i++ )
    {
        drawContours( input, contours, i, cv::Scalar(0,255,0), 1, 8, hierarchy, 0 );
    }

    cv::imshow("input", input);
    cv::imshow("binary", binary);
    cv::waitKey(0);
    return 0;
}

我用了这个图像：

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得到了如下的输出：

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在结果中，您将得到一个包含该轮廓的每个像素的2D切线信息(线方向)的向量。