【OpenCV 例程200篇】65. 圖像銳化——Scharr 算子

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3. 空間域銳化濾波（高通濾波）

圖像模糊通過平滑（加權(quán)平均）來實(shí)現(xiàn)，類似于積分運(yùn)算。圖像銳化則通過微分運(yùn)算（有限差分）實(shí)現(xiàn)，使用一階微分或二階微分都可以得到圖像灰度的變化值。

圖像銳化的目的是增強(qiáng)圖像的灰度跳變部分，使模糊的圖像變得清晰。圖像銳化也稱為高通濾波，通過和增強(qiáng)高頻，衰減和抑制低頻。圖像銳化常用于電子印刷、醫(yī)學(xué)成像和工業(yè)檢測(cè)。

圖像梯度提取方法簡(jiǎn)單直接，能夠有效的描述圖像的原始狀態(tài)，因此發(fā)展出多種圖像梯度算子：Roberts、Prewitt、Sobel、Laplacian、Scharr。

3.5 Scharr 算子

Scharr 算子也稱為 Scharr 濾波器，計(jì)算 x 軸或 y 軸方向的圖像差分。

Scharr 算子是 Soble 算子在 ksize=3 時(shí)的優(yōu)化，與 Soble 的速度相同，且精度更高。Scharr 算子與 Sobel 算子的不同點(diǎn)是在平滑部分，其中心元素占的權(quán)重更重，相當(dāng)于使用較小標(biāo)準(zhǔn)差的高斯函數(shù)，也就是更瘦高的模板。

Scharr 算子的卷積核為：
$$G_x=?\begin{array}{ccc}?3& 0& 3\\ ?10& 0& 10\\ ?3& 0& 3\end{array}?,G_y=?\begin{array}{ccc}?3& 10& ?3\\ 0& 0& 10\\ 3& 10& 3\end{array}?$$

Scharr 算子很容易通過卷積操作 cv.filter2D 實(shí)現(xiàn)，OpenCV 也提供了函數(shù) cv.Scharr 實(shí)現(xiàn) Scharr 算子。

函數(shù)說明：

cv.Scharr(src, ddepth, dx, dy[, dst[, scale[, delta[, borderType]]]]) → dst

參數(shù)說明：

• src：輸入圖像
• dst：輸出圖像，大小和類型與 src 相同
• ddepth：輸出圖片的數(shù)據(jù)深度，由輸入圖像的深度進(jìn)行選擇
• dx：x 軸方向?qū)?shù)的階數(shù)
• dy：y 軸方向?qū)?shù)的階數(shù)
• scale：縮放比例因子，可選項(xiàng)，默認(rèn)值為 1
• delta：輸出圖像的偏移量，可選項(xiàng)，默認(rèn)值為 0
• borderType：邊界擴(kuò)充的類型，注意不支持對(duì)側(cè)填充（BORDER_WRAP）

例程 1.80：圖像銳化：Scharr 算子

# 1.80：圖像銳化：Scharr 算子# img = cv2.imread("../images/Fig0338a.tif", flags=0) # NASA 月球影像圖img = cv2.imread("../images/imgGaia.tif", flags=0)# 使用函數(shù) filter2D 實(shí)現(xiàn) Scharr 算子kernScharrX = np.array([[-3, 0, 3], [-10, 0, 10], [-3, 0, 3]]) # ScharrX kernelkernScharrY = np.array([[-3, 10, -3], [0, 0, 10], [3, 10, 3]]) # ScharrY kernel# 使用 cv2.Scharr 實(shí)現(xiàn) Scharr 算子ScharrX = cv2.Scharr(img, cv2.CV_16S, 1, 0) # 計(jì)算 x 軸方向ScharrY = cv2.Scharr(img, cv2.CV_16S, 0, 1) # 計(jì)算 y 軸方向absX = cv2.convertScaleAbs(ScharrX) # 轉(zhuǎn)回 uint8absY = cv2.convertScaleAbs(ScharrY) # 轉(zhuǎn)回 uint8ScharrXY = cv2.addWeighted(absX, 0.5, absY, 0.5, 0) # 用絕對(duì)值近似平方根plt.figure(figsize=(10, 6))plt.subplot(141), plt.axis('off'), plt.title("Original")plt.imshow(img, cmap='gray', vmin=0, vmax=255)plt.subplot(142), plt.axis('off'), plt.title("ScharrX")plt.imshow(ScharrX, cmap='gray', vmin=0, vmax=255)plt.subplot(143), plt.axis('off'), plt.title("ScharrY")plt.imshow(ScharrY, cmap='gray', vmin=0, vmax=255)plt.subplot(144), plt.axis('off'), plt.title("ScharrXY")plt.imshow(ScharrXY, cmap='gray')plt.tight_layout()plt.show()

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（本節(jié)完）

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版權(quán)聲明：

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【OpenCV 例程200篇】01. 圖像的讀取（cv2.imread）
【OpenCV 例程200篇】02. 圖像的保存（cv2.imwrite）
【OpenCV 例程200篇】03. 圖像的顯示（cv2.imshow）
【OpenCV 例程200篇】04. 用 matplotlib 顯示圖像（plt.imshow）
【OpenCV 例程200篇】05. 圖像的屬性（np.shape）
【OpenCV 例程200篇】06. 像素的編輯（img.itemset）
【OpenCV 例程200篇】07. 圖像的創(chuàng)建（np.zeros）
【OpenCV 例程200篇】08. 圖像的復(fù)制（np.copy）
【OpenCV 例程200篇】09. 圖像的裁剪（cv2.selectROI）
【OpenCV 例程200篇】10. 圖像的拼接（np.hstack）
【OpenCV 例程200篇】11. 圖像通道的拆分（cv2.split）
【OpenCV 例程200篇】12. 圖像通道的合并（cv2.merge）
【OpenCV 例程200篇】13. 圖像的加法運(yùn)算（cv2.add）
【OpenCV 例程200篇】14. 圖像與標(biāo)量相加（cv2.add）
【OpenCV 例程200篇】15. 圖像的加權(quán)加法（cv2.addWeight）
【OpenCV 例程200篇】16. 不同尺寸的圖像加法
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【OpenCV 例程200篇】18. 圖像的掩模加法
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【OpenCV 例程200篇】22. 圖像添加非中文文字
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【OpenCV 例程200篇】23. 圖像添加中文文字
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創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎(jiǎng)勵(lì)來咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎(jiǎng)

總結(jié)

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