图像处理Scharr 算子

  Scharr算子是用于图像边缘检测的一种算子，它类似于Sobel算子，但是对边缘的响应更加强烈。它可以用来检测图像中的边缘、轮廓等特征。

原理：

  Scharr算子是一种卷积核（也称为卷积模板），用于计算图像的梯度。它包含两个3x3的卷积核，分别用于计算图像在水平方向和垂直方向上的梯度。这两个卷积核分别可以表示为：
  水平方向的Scharr卷积核：
$$K_x=\left[\begin{array}{ccc}-3& 0& 3\\ -10& 0& 10\\ -3& 0& 3\end{array}\right]$$
  垂直方向的Scharr卷积核：
$$K_y=\left[\begin{array}{ccc}-3& -10& -3\\ 0& 0& 0\\ 3& 10& 3\end{array}\right]$$

作用和适用场景：

  Scharr算子主要用于图像边缘检测，特别是对于边缘细节较多的图像。它可以提供更强的边缘响应，相比于其他算子，更能够准确地检测到图像中的细微变化，因此适用于对细节要求较高的图像处理任务。

示例代码：

  在 OpenCV 中，可以使用 cv2.Scharr() 函数来应用Scharr算子进行图像边缘检测。

import cv2
import numpy as npdef show_images(image):cv2.namedWindow('image',cv2.WINDOW_KEEPRATIO)cv2.imshow('image',image)cv2.waitKey()cv2.destroyAllWindows()def Scharr(image):# 应用Scharr算子进行边缘检测grad_x=cv2.Scharr(image,cv2.CV_64F,1,0)# 在x方向上计算梯度grad_y=cv2.Scharr(image,cv2.CV_64F,0,1)# 在y方向上计算梯度abs_x=cv2.convertScaleAbs(grad_x)abs_y=cv2.convertScaleAbs(grad_y)grad_xy=cv2.addWeighted(abs_x,0.5,abs_y,0.5,0)return grad_x,grad_y,grad_xyif __name__ == '__main__':# 读取图像img = cv2.imread('cat-dog.png', flags=0)re_img=Scharr(img)# 将四张图像连接成一个大图像top_row = np.hstack((img, re_img[0]))bottom_row = np.hstack((re_img[1], re_img[2]))combined_img = np.vstack((top_row, bottom_row))show_images(combined_img)