【练习6.5】cvSobel及参数要求、cvCartToPolar坐标空间映射、cvMinMaxLoc求自大最小值、cvAvg求平均值

题目要求

程序代码

结果图片

要言妙道

  

题目要求：

 创建一副图像,其中只有45度直线,背景为黑色,直线为白色，使用一系列中孔尺寸，得到图像一阶x方向导数核一阶y方向导数，组成图像的输入梯度。使用与cvCartToPolar函数对应的公式测量

优秀代码参考：

#include <iostream>
#include <cv.h>
#include <highgui.h>
#include <cxcore.h>

using namespace std;
const CvSize size = cvSize(200,200);
const int aperture[] = {3,5,9,11,13,17};
int main()
{
    IplImage *src = cvCreateImage(size,8,1);
    cvZero(src);
    cvLine(src
        //,cvPoint(0,size.height - 1)
        //,cvPoint(size.width -1 , 0)
        ,cvPoint(0,0)
        ,cvPoint(size.width - 1, size.height - 1)
        ,CV_RGB(255,255,255)
        ,3
        );
    cvShowImage("src",src);
    
    IplImage *deriv_x = cvCreateImage(size,IPL_DEPTH_32F,1);
    IplImage *deriv_y = cvCreateImage(size,IPL_DEPTH_32F,1);
    IplImage *magnitude = cvCreateImage(size,IPL_DEPTH_32F,1);
    IplImage *angle = cvCreateImage(size,IPL_DEPTH_32F,1);
    IplImage *mask = cvCreateImage(size,IPL_DEPTH_8U,1);
    for(int i=0;i<sizeof(aperture)/sizeof(aperture[0]);++i){
        cvSobel(src,deriv_x,1,0,aperture[i]);
        cvSobel(src,deriv_y,0,1,aperture[i]);

        cvCartToPolar(deriv_x,deriv_y,magnitude,angle,1);

        cvSave("x.xml",deriv_x);
        cvSave("y.xml",deriv_y);
        cvSave("magnitude.xml",magnitude);
        cvSave("angle.xml",angle);

        double max_mag ,min_mag ,max_angle , min_angle;
        cvMinMaxLoc(magnitude,&min_mag,&max_mag);
        cvMinMaxLoc(angle,&min_angle,&max_angle);
        cout<<"magnitude: max = "<<max_mag<<" min = "<<min_mag<<endl;
        cout<<"angle : max = "<<max_angle<<" min = "<<min_angle<<endl;
        
        cvCmpS(magnitude,max_mag*3/4,mask,CV_CMP_GT);
        cvShowImage("mask",mask);

        CvScalar scalar = cvAvg(angle,mask);
        cout<<"aperture = "<<aperture[i]<<", line angle = "<<scalar.val[0]<<endl;
        cvWaitKey();
    }
    cvReleaseImage(&src);
    cvReleaseImage(&magnitude);
    cvReleaseImage(&angle);
    cvReleaseImage(&mask);
    cvDestroyAllWindows();

}

源自：学习opencv第六章习题5 , 使用x,y阶层数求出图像内唯一直线的角度

程序代码：

// OpenCVExerciseTesting.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//
//D:\Work\Work_Programming\Source\Image\lena.jpg


#include "stdafx.h"
#include <cv.h>
#include <highgui.h>
#include <iostream>

#include <opencv2/legacy/legacy.hpp>
//#pragma comment(lib, "opencv_legacy2411.lib")

using namespace cv;
using namespace std;

//函数声明-->--->-->--->-->--->-->--->//


//<--<--<--<--<--<--<--<--<--函数声明//

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    const CvSize size = cvSize(400, 400);
    const int aperture[] = { 1, 3, 5, 7 };

    cvNamedWindow("原始图像", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
    IplImage * image_Gray = cvCreateImage(size, IPL_DEPTH_8U, 1);
    cvZero(image_Gray);

    //画5度直线
    cvLine(image_Gray, cvPoint(0, 0), cvPoint(size.width, size.height), cvScalar(255), 3);

    cvShowImage("原始图像", image_Gray);

    IplImage *deriv_x = cvCreateImage(size, IPL_DEPTH_32F, 1);
    IplImage *deriv_y = cvCreateImage(size, IPL_DEPTH_32F, 1);
    IplImage *magnitude = cvCreateImage(size, IPL_DEPTH_32F, 1);
    IplImage *angle = cvCreateImage(size, IPL_DEPTH_32F, 1);
    IplImage *mask = cvCreateImage(size, IPL_DEPTH_8U, 1);

    //求导
    int filtersNum = sizeof(aperture) / sizeof(aperture[0]);    for (int i = 0; i<filtersNum; ++i)
    {
        cvSobel(image_Gray, deriv_x, 1, 0, aperture[i]);
        cvSobel(image_Gray, deriv_y, 0, 1, aperture[i]);

        cvCartToPolar(deriv_x, deriv_y, magnitude, angle, 1);

        cvSave("x.xml", deriv_x);
        cvSave("y.xml", deriv_y);
        cvSave("magnitude.xml", magnitude);
        cvSave("angle.xml", angle);

        double max_mag, min_mag, max_angle, min_angle;
        cvMinMaxLoc(magnitude, &min_mag, &max_mag);
        cvMinMaxLoc(angle, &min_angle, &max_angle);
        cout << "magnitude: max = " << max_mag << " min = " << min_mag << endl;
        cout << "angle : max = " << max_angle << " min = " << min_angle << endl;

        cvCmpS(magnitude, max_mag * 3 / 4, mask, CV_CMP_GT);

        //窗口名称及显示
        char *pre_mask = "ApertureFilter_mask:";
        char *aperature_size = new char(1);
        _itoa_s(aperture[i], aperature_size, 2, 10);
        int name_size = strlen(pre_mask) + strlen(aperature_size) + 1;
        char * windowName_mask = new char(name_size);
        strcpy_s(windowName_mask, name_size, pre_mask);
        strcat_s(windowName_mask, name_size, aperature_size);

        cvShowImage(windowName_mask, mask);

        CvScalar scalar = cvAvg(angle, mask);
        cout << "aperture = " << aperture[i] << ", line angle = " << scalar.val[0] << endl;
    }

    cvWaitKey();

    cvReleaseImage(&image_Gray);
    cvReleaseImage(&magnitude);
    cvReleaseImage(&angle);
    cvReleaseImage(&mask);
    cvDestroyAllWindows();

    return 0;
}

结果图片：

要言妙道：

①cvSobel支持(aperture_size = 1,3,5,7) or Scharr (aperture_size = -1) operator，所以，没有安装题目中要求使用9×9滤波器完成

②可以使用cvShowImage显示deriv_x等所有图像，但必须使用cvConvertScale 或 cvConvertScaleAbs转换为8为才能看到正确的图像，代码中使用cvSave保存到了文件中，更容易观察

③cvCartToPolar函数正是使用了题目中的公式来计算magnitude及 angle,相见OpenCV参考

④cvSobel执行时，如果输入图像为8位，输出图像必须≥IPL_DEPTH_16S，《学习OpenCV》中文英版说图像深度必须是IPL_DEPTH_16S应该不准确