OpenCV（cv::convertScaleAbs()）-编程知识

OpenCV（cv::convertScaleAbs()）

news/2024/9/23 14:15:09/文章来源:https://www.cnblogs.com/keye/p/18426976

1. 函数定义
2. 原理
3. 示例
4. 参数作用详解
- 4.1 alpha 的作用
- 4.2 beta 的作用
5. 应用场景
6. cv::convertScaleAbs() 与 cv::normalize() 的区别
总结

cv::convertScaleAbs() 是 OpenCV 中用于将图像像素值缩放并转换为 8 位无符号整数类型的函数。它常用于处理计算结果为浮点数或负值的图像，特别是在图像处理过程中，如应用拉普拉斯算子、Sobel 算子等边缘检测操作后。

1. 函数定义

void cv::convertScaleAbs(InputArray src, OutputArray dst, double alpha = 1, double beta = 0
);

参数：

src:
- 输入数组或图像。可以是任意深度的单通道或多通道数组，如 CV_32F、CV_64F、CV_16S 等。
dst:
- 输出数组或图像。dst 总是一个 8 位无符号整数图像（CV_8U），这是由 convertScaleAbs() 函数保证的。
alpha:
- 可选的缩放因子。默认为 1.0。此参数用来对输入图像的每个像素值进行缩放，结果为：dst(i) = saturate_cast<uchar>(alpha * src(i) + beta)。
beta:
- 可选的添加常数。默认为 0。此参数在缩放之后向每个像素值添加一个偏移量。

2. 原理

convertScaleAbs() 主要执行以下三个步骤：

缩放: 将输入图像中每个像素值乘以一个缩放因子 alpha。这在处理如梯度或导数图像时非常有用，可以放大图像中数值较小的变化。
偏移: 在缩放后的像素值上加上一个常数 beta，可以用于调整图像的亮度。
转换到 8 位无符号整数类型: 函数将结果取绝对值并转换为 8 位无符号整数。具体来说，负值会被转换为正值，浮点数会被截断为整数，而超过 255 的值会被裁剪到 255。函数内部使用 saturate_cast<uchar>() 来确保值保持在 [0, 255] 范围内。

3. 示例

#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;int main() {// 读取图像Mat src = imread("image.jpg", IMREAD_GRAYSCALE);// 检查是否成功加载图像if (src.empty()) {return -1;}// 假设我们使用了 Sobel 算子或其他操作，并得到了一个 CV_16S 的图像Mat grad_x;Sobel(src, grad_x, CV_16S, 1, 0); // 计算 X 方向的梯度// 使用 convertScaleAbs 将 CV_16S 转换为 CV_8UMat abs_grad_x;convertScaleAbs(grad_x, abs_grad_x);// 显示结果imshow("Sobel X", abs_grad_x);waitKey(0);return 0;
}

使用 Sobel 算子:
- 在该示例中，我们首先对图像应用了 Sobel 算子来计算 X 方向的梯度。Sobel 的输出通常为 CV_16S，因为导数计算会导致负值。
convertScaleAbs() 的应用:
- convertScaleAbs() 用于将 Sobel 输出的 16 位有符号整数图像（CV_16S）转换为 8 位无符号整数图像（CV_8U）。它首先将图像像素取绝对值（避免负值），然后裁剪到 [0, 255] 范围内。

4. 参数作用详解

4.1 `alpha` 的作用

alpha 是一个缩放因子，常用于对输入图像的值进行比例调整。比如，在处理图像梯度时，梯度值可能比较小或比较大，直接显示会显得不明显。通过调整 alpha，可以放大或缩小这些值。

double alpha = 0.5;  // 缩小梯度值
convertScaleAbs(grad_x, abs_grad_x, alpha);

4.2 `beta` 的作用

beta 是一个偏移量，通常用于整体调整图像的亮度。比如，给图像中的每个像素增加一个常数值来提高亮度。

double beta = 50;  // 提高图像亮度
convertScaleAbs(grad_x, abs_grad_x, 1, beta);

5. 应用场景

梯度图像处理: cv::convertScaleAbs() 常用于处理导数和梯度图像，比如在应用 Sobel 算子或拉普拉斯算子后，结果图像可能包含负值，必须将其转换为正值并且适合显示。
浮点数图像处理: 如果你有浮点数格式（如 CV_32F）的图像结果，convertScaleAbs() 可以将其缩放到可显示的范围内。
归一化: 可以通过设置合适的 alpha 和 beta 值，对图像进行缩放和归一化处理。