在本文开始之前,我们先了解一下算子的概念。
算子英语是 Operator,它是一个函数空间到函数空间上的映射 O:X→X。广义上的算子可以推广到任何空间。
函数是从数到数的映射。
泛函是从函数到数的映射。
算子是从函数到函数的映射。
算子不等同于函数,也不等同于算法。算法是更为广泛的概念,它包含了算子。
Part11. Roberts 算子
我们知道用 L1 范数来近似梯度的幅度:
其中,
在 x 方向,由偏导公式可知,其实就是相邻两个像素的值相减。同理,y 方向也是如此。因此可以得到如下算子。

类似地,还有对角线方向。对于对角线方向梯度,公式和算子如下:
Roberts 卷积核:

我们可以实现一个基于 roberts 算子的边缘检测
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/core.hpp>
#include <opencv2/highgui.hpp>
#include <opencv2/imgproc.hpp>
using namespace std;
using namespace cv;
void roberts(Mat& input, Mat& output, Mat& kernel_x, Mat& kernel_y)
{
int height = input.rows;
int width = input.cols;
int height_x = kernel_x.rows;
int width_x = kernel_x.cols;
int height_y = kernel_y.rows;
int width_y = kernel_y.cols;
for (int row = 1; row < height - 1; row++)
{
for (int col = 1; col < width - 1; col++)
{
float G_X = 0;
for (int h = 0; h < height_x; h++)
{
for (int w = 0; w < width_x; w++)
{
G_X += input.at<uchar>(row + h, col + w) * kernel_x.at<float>(h, w);
}
}
float G_Y = 0;
for (int h = 0; h < height_y; h++)
{
for (int w = 0; w < width_y; w++)
{
G_Y += input.at<uchar>(row + h, col + w) * kernel_y.at<float>(h, w);
}
}
output.at<uchar>(row, col) = saturate_cast<uchar>(cv::abs(G_X) + cv::abs(G_Y));
}
}
}
int main(int argc,char *argv[])
{
Mat src = imread(".../street.jpg");
imshow("src",src);
Mat gray;
cv::cvtColor(src, gray, COLOR_BGR2GRAY);
Mat kernelRoX = (cv::Mat_<float>(2,2) << -1,0,0,1);
Mat kernelRoY = (cv::Mat_<float>(2,2) << 0,-1,1,0);
Mat dst;
dst.create(gray.rows,gray.cols,gray.type());
roberts(gray, dst, kernelRoX, kernelRoY);
imshow("Roberts