1093348 作業2

線條自畫像 (二值化與邊緣偵測 Image Thresholding and Edge Detection)

題目說明:撰寫一個程式，以灰階模式讀取一張圖像 imread(path, IMREAD_GRAYSCALE)
(a)利用 Sobel Operators 偵測並輸出邊緣成分圖。
(b)設計一個類似素描線條的自畫像圖案。

語言:C++
開發環境: Windows 10 + Visual Studio 2019 + OpenCV 4.5.4

(a)利用 Sobel Operators 偵測並輸出邊緣成分圖

1. 用Sobel函數計算x方向和y方向的梯度值

void cv::Sobel(cv::InputArray src, cv::OutputArray dst, int ddepth, int dx, int dy, int ksize = 3, double scale = (1.0),double delta = (0.0), int borderType = 4)

分別對圖像的x方向和y方向進行計算，然後將兩個方向的結果進行加權合併，最終的邊緣檢測結果可以提高邊緣檢測的準確度，因為它可以同時考慮圖像中橫向和縱向的梯度變化。

CV_16S類型的輸出圖像可以高精度計算和保留圖像中的細節，如果需要快速計算和處理大量圖像，則可以選擇CV_8U類型的輸出圖像。

2. 將圖像轉換為8位無符號整型圖像，否則無法顯示

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

將輸入圖像進行線性變換，並將結果轉換為8位無符號整型圖像。

src是輸入圖像，dst是輸出圖像，alpha和beta是線性變換的參數。

3. 將兩個方向的結果進行加權合併

void cv::addWeighted(cv::InputArray src1, double alpha, cv::InputArray src2, double beta, double gamma, cv::OutputArray dst, int dtype=-1)

將兩個輸入圖像按照一定的權重合成到一起，得到一個輸出圖像。

src1和src2是兩個輸入圖像，alpha和beta是兩個輸入圖像的權重係數，gamma是一個可選的加權偏差，dtype是輸出圖像的數據類型。

圖1、提取邊緣成果

(b)設計一個類似素描線條的自畫像圖案

1. 高斯模糊

void GaussianBlur(InputArray src, OutputArray dst, Size ksize, double sigmaX, double sigmaY=0, int borderType=BORDER_DEFAULT)

用於圖像處理中的平滑處理，可以有效的去除圖像中的噪聲。

src是輸入圖像，dst是輸出圖像，ksize是高斯核的大小，用於指定濾波器的尺寸。該參數應該是一個奇數，例如(3,3)、(5,5)等。sigmaX：在x方向上的標準差，用於控制高斯核函數在x方向上的分佈，sigmaY：在y方向上的標準差，用於控制高斯核函數在y方向上的分佈，borderType：邊界擴展方式，默認為BORDER_DEFAULT。

2. 閾值化，去掉一些小線條細節

double threshold(InputArray src, OutputArray dst, double thresh, double maxval, int type)

將圖像中的每個像素與一個預定義的閾值進行比較，如果像素值大於或等於閾值，則將其設置為白色（或者是最大值），否則將其設置為黑色（或者是最小值），從而將圖像二值化。

src是輸入圖像，dst是輸出圖像，thresh是閾值，用於將像素值與之比較，maxval是當像素值大於或等於閾值時，要設置的像素值，type是閾值化類型，分別對應不同的處理方式:

• THRESH_BINARY：二值化閾值化類型，當像素值大於或等於閾值時，將其設置為maxval，否則將其設置為0。

• THRESH_BINARY_INV：反二進制化閾值類型，當像素值大於或等於閾值時，將其設置為0，否則將其設置為maxval。

• THRESH_TRUNC：截斷閾值類型，當像素值大於或等於閾值時，將其設置為閾值，否則不改變其值。

• THRESH_TOZERO：零閾值類型，當像素值大於或等於閾值時，保持不變，否則將其設置為0。

•  THRESH_TOZERO_INV：反零閾值類型，當像素值大於或等於閾值時，將其設置為0，否則保持不變。

3. 黑白轉化

void bitwise_not(InputArray src, OutputArray dst)

src是輸入圖像，dst是輸出圖像。

以一個簡單的公式實現: new_value = 255 - old_value。

圖2、類似素描線條的自畫像圖案

我不知道怎樣才算素描線條QQ