derivate_gaussderivate_gaussDerivateGaussDerivateGaussderivate_gauss导数高斯（算子）

名称

derivate_gaussderivate_gaussDerivateGaussDerivateGaussderivate_gauss — 用高斯导数卷积图像。

签名

derivate_gauss(Image : DerivGauss : Sigma, Component : )

描述

derivate_gaussderivate_gaussDerivateGaussDerivateGaussDerivateGaussderivate_gauss 将图像与高斯函数的导数进行卷积，并计算由此衍生的各种特征。SigmaSigmaSigmaSigmasigmasigma 是高斯函数的参数（即平滑程度）。如果 SigmaSigmaSigmaSigmasigmasigma 参数中传入一个值，则列方向和行方向的平滑程度相同。如果 SigmaSigmaSigmaSigmasigmasigma 参数中传入两个值，则第一个值指定列方向的平滑程度，第二个值指定行方向的平滑程度。ComponentComponentComponentComponentcomponentcomponent 的可能取值包括：

'none'"none""none""none""none""none"：: 仅进行平滑处理。
'x'"x""x""x""x""x"：: x 方向的一阶导数。
'y'"y""y""y""y""y"：: y 方向的一阶导数。
'gradient'"gradient""gradient""gradient""gradient""gradient"：: 梯度的绝对值。
'gradient_dir'"gradient_dir""gradient_dir""gradient_dir""gradient_dir""gradient_dir"：: 梯度方向（单位：弧度）。
'xx'"xx""xx""xx""xx""xx"：: x 方向的二阶导数。
'yy'"yy""yy""yy""yy""yy"：: y 方向的二阶导数。
'xy'"xy""xy""xy""xy""xy"：: x 和 y 方向的二阶导数。
'xxx'"xxx""xxx""xxx""xxx""xxx"：: x 方向的三阶导数。
'yyy'"yyy""yyy""yyy""yyy""yyy"：: y 方向的三阶导数。
'xxy'"xxy""xxy""xxy""xxy""xxy"：: x、x 和 y 方向的三阶导数。
'xyy'"xyy""xyy""xyy""xyy""xyy"：: x、y 和 y 方向的三阶导数。
'det'"det""det""det""det""det"：: 海森矩阵（Hessian matrix）的行列式：
'laplace'"laplace""laplace""laplace""laplace""laplace"：: 拉普拉斯算子（海森矩阵的迹）：
'mean_curvature'"mean_curvature""mean_curvature""mean_curvature""mean_curvature""mean_curvature"：: 平均曲率 H
'gauss_curvature'"gauss_curvature""gauss_curvature""gauss_curvature""gauss_curvature""gauss_curvature"：: 高斯曲率 K
'area'"area""area""area""area""area"：: 微分面积 A
'eigenvalue1'"eigenvalue1""eigenvalue1""eigenvalue1""eigenvalue1""eigenvalue1"：: 第一特征值
'eigenvalue2'"eigenvalue2""eigenvalue2""eigenvalue2""eigenvalue2""eigenvalue2"：: 第二特征值
'eigenvec_dir'"eigenvec_dir""eigenvec_dir""eigenvec_dir""eigenvec_dir""eigenvec_dir"：: 对应于第一特征值的特征向量方向（单位：弧度）
'kitchen_rosenfeld'"kitchen_rosenfeld""kitchen_rosenfeld""kitchen_rosenfeld""kitchen_rosenfeld""kitchen_rosenfeld"：: 垂直于梯度的二阶导数
'zuniga_haralick'"zuniga_haralick""zuniga_haralick""zuniga_haralick""zuniga_haralick""zuniga_haralick"：: 归一化后的垂直于梯度的二阶导数
'2nd_ddg'"2nd_ddg""2nd_ddg""2nd_ddg""2nd_ddg""2nd_ddg"：: 沿梯度的二阶导数
'de_saint_venant'"de_saint_venant""de_saint_venant""de_saint_venant""de_saint_venant""de_saint_venant"：: 沿梯度方向及垂直于梯度的二阶导数

注意

除了纯 C 版本外，还有专门用于提速的 derivate_gaussderivate_gaussDerivateGaussDerivateGaussDerivateGaussderivate_gauss 实现。只有当系统支持此类优化且相应的系统参数 *_enable 被设置为 'true'"true""true""true""true""true" 时，才会应用此类优化，详见 set_systemset_systemSetSystemSetSystemSetSystemset_system。支持以下优化（按优先级排序）：

使用 AVX512f 指令集 ('avx512f_enable'"avx512f_enable""avx512f_enable""avx512f_enable""avx512f_enable""avx512f_enable")
使用 AVX 指令集 ('avx_enable'"avx_enable""avx_enable""avx_enable""avx_enable""avx_enable")
使用 SSE2 指令集 ('sse2_enable'"sse2_enable""sse2_enable""sse2_enable""sse2_enable""sse2_enable")

由于数值计算方面的原因，这些实现与纯 C 版本相比存在轻微误差。例如，使用 SSE2 指令集时，对于“byte”图像且 ComponentComponentComponentComponentcomponentcomponent 设置为 'none'"none""none""none""none""none"、'x'"x""x""x""x""x" 或'y'"y""y""y""y""y" 的情况，误差量级约为 1.0e-5。

若优先考虑精度而非性能，请在调用 derivate_gaussderivate_gaussDerivateGaussDerivateGaussDerivateGaussderivate_gauss 之前，将所有相应的系统参数设置为 'false'"false""false""false""false""false"（使用 set_systemset_systemSetSystemSetSystemSetSystemset_system）。这样 derivate_gaussderivate_gaussDerivateGaussDerivateGaussDerivateGaussderivate_gauss 就不会使用加速功能。请勿忘记随后将参数重新设回 'true'"true""true""true""true""true"。

仅当 SigmaSigmaSigmaSigmasigmasigma 导致的滤波器宽度或高度不超过 129 像素时，derivate_gaussderivate_gaussDerivateGaussDerivateGaussDerivateGaussderivate_gauss 才会于 OpenCL 设备上执行。这对应于 ComponentComponentComponentComponentcomponentcomponent = 'none'"none""none""none""none""none" 时 SigmaSigmaSigmaSigmasigmasigma 小于 20.7 的情况。由于数值计算问题，OpenCL 实现版本与纯 C 版本相比存在轻微误差。

请注意，若使用域缩减后的图像作为输入，滤波器算子可能会返回意外结果。请参阅滤波器一章

执行信息

支持 OpenCL 计算设备。
多线程类型：可重入（与非独占算子并行运行）。
多线程作用域：全局（可从任何线程调用）。
在元组级别上自动并行化。
在通道级别上自动并行化。
在域级别上自动并行化。

参数

ImageImageImageImageimageimage (输入对象) (multichannel-)image(-array) → object (byte* / direction* / cyclic* / int1* / int2* / uint2* / int4* / real*) *允许用于计算设备

输入图像。

DerivGaussDerivGaussDerivGaussDerivGaussderivGaussderiv_gauss (输出对象) (multichannel-)image(-array) → object (real)

滤波后的结果图像。

SigmaSigmaSigmaSigmasigmasigma (输入控制) real(-array) → (real)

高斯函数的 Sigma （平滑）参数。

默认值： 1.0

建议值： 0.7, 1.0, 1.5, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0

值范围： 0.01 ≤ Sigma Sigma Sigma Sigma sigma sigma ≤ 50.0

最小增量： 0.01

建议增量： 0.1

ComponentComponentComponentComponentcomponentcomponent (输入控制) string → (string)

待计算的导数或特征。

默认值： 'x' "x" "x" "x" "x" "x"

值列表： '2nd_ddg'"2nd_ddg""2nd_ddg""2nd_ddg""2nd_ddg""2nd_ddg", 'area'"area""area""area""area""area", 'de_saint_venant'"de_saint_venant""de_saint_venant""de_saint_venant""de_saint_venant""de_saint_venant", 'det'"det""det""det""det""det", 'eigenvalue1'"eigenvalue1""eigenvalue1""eigenvalue1""eigenvalue1""eigenvalue1", 'eigenvalue2'"eigenvalue2""eigenvalue2""eigenvalue2""eigenvalue2""eigenvalue2", 'eigenvec_dir'"eigenvec_dir""eigenvec_dir""eigenvec_dir""eigenvec_dir""eigenvec_dir", 'gauss_curvature'"gauss_curvature""gauss_curvature""gauss_curvature""gauss_curvature""gauss_curvature", 'gradient'"gradient""gradient""gradient""gradient""gradient", 'gradient_dir'"gradient_dir""gradient_dir""gradient_dir""gradient_dir""gradient_dir", 'kitchen_rosenfeld'"kitchen_rosenfeld""kitchen_rosenfeld""kitchen_rosenfeld""kitchen_rosenfeld""kitchen_rosenfeld", 'laplace'"laplace""laplace""laplace""laplace""laplace", 'main1_curvature'"main1_curvature""main1_curvature""main1_curvature""main1_curvature""main1_curvature", 'main2_curvature'"main2_curvature""main2_curvature""main2_curvature""main2_curvature""main2_curvature", 'mean_curvature'"mean_curvature""mean_curvature""mean_curvature""mean_curvature""mean_curvature", 'none'"none""none""none""none""none", 'x'"x""x""x""x""x", 'xx'"xx""xx""xx""xx""xx", 'xxx'"xxx""xxx""xxx""xxx""xxx", 'xxy'"xxy""xxy""xxy""xxy""xxy", 'xy'"xy""xy""xy""xy""xy", 'xyy'"xyy""xyy""xyy""xyy""xyy", 'y'"y""y""y""y""y", 'yy'"yy""yy""yy""yy""yy", 'yyy'"yyy""yyy""yyy""yyy""yyy", 'zuniga_haralick'"zuniga_haralick""zuniga_haralick""zuniga_haralick""zuniga_haralick""zuniga_haralick"

值列表（用于计算设备）：'none'"none""none""none""none""none", 'x'"x""x""x""x""x", 'y'"y""y""y""y""y", 'gradient'"gradient""gradient""gradient""gradient""gradient", 'gradient_dir'"gradient_dir""gradient_dir""gradient_dir""gradient_dir""gradient_dir", 'xx'"xx""xx""xx""xx""xx", 'yy'"yy""yy""yy""yy""yy", 'xy'"xy""xy""xy""xy""xy", 'xxx'"xxx""xxx""xxx""xxx""xxx", 'yyy'"yyy""yyy""yyy""yyy""yyy", 'xxy'"xxy""xxy""xxy""xxy""xxy", 'xyy'"xyy""xyy""xyy""xyy""xyy", 'laplace'"laplace""laplace""laplace""laplace""laplace"

示例（C）

read_image(&Image,"mreut");
derivate_gauss(Image,&Gauss,3.0,"x");
zero_crossing(Gauss,&ZeroCrossings);

可能的后继

zero_crossingzero_crossingZeroCrossingZeroCrossingZeroCrossingzero_crossing, dual_thresholddual_thresholdDualThresholdDualThresholdDualThresholddual_threshold

替代

laplacelaplaceLaplaceLaplaceLaplacelaplace, laplace_of_gausslaplace_of_gaussLaplaceOfGaussLaplaceOfGaussLaplaceOfGausslaplace_of_gauss, binomial_filterbinomial_filterBinomialFilterBinomialFilterBinomialFilterbinomial_filter, gauss_filtergauss_filterGaussFilterGaussFilterGaussFiltergauss_filter, smooth_imagesmooth_imageSmoothImageSmoothImageSmoothImagesmooth_image, isotropic_diffusionisotropic_diffusionIsotropicDiffusionIsotropicDiffusionIsotropicDiffusionisotropic_diffusion

另见

zero_crossingzero_crossingZeroCrossingZeroCrossingZeroCrossingzero_crossing, dual_thresholddual_thresholdDualThresholdDualThresholdDualThresholddual_threshold

模块

基础

算子