为了简化计算和避免插值,我们在处理图像时经常将像素的梯度方向离散化为八个主要方向:上、下、左、右以及四个对角线方向。在计算梯度时,我们只需要考虑前后(即在梯度方向上的相邻像素)就可以了。
例如,在Canny边缘检测算法中,一旦我们计算出图像中每个像素的梯度和方向,我们就会把梯度方向离散化为四个主要方向(或者说八个,因为方向是有方向的,比如上和下被视为两个不同的方向)。然后,我们就可以执行非极大值抑制步骤,即只保留那些在其梯度方向上比前后两个像素都亮的像素。
这样做的好处是,可以大大简化计算,并且使结果更容易解释(比如说,我们可以说边缘是垂直或水平的,而不是在一些难以理解的角度上)。然而,这也可能导致一些信息的丢失,因为我们忽略了不符合这八个主要方向的梯度。但是,实践中发现这种方法通常效果很好,而且计算效率高。
好的,让我们以更简单的方式解释一下。
想象一下,你在玩一个电子游戏,你的角色可以向上、下、左、右移动,也可以沿着对角线移动。总共就是八个方向,对吧?现在想象每一个像素(或者说电视屏幕上的一点)都是一个小人,他们也可以向这八个方向移动。
在电脑处理图像时,它会看看这个小人如果沿着这八个方向走,会走向更亮的地方还是更暗的地方。这就像是小人站在山坡上,朝着山坡往下看,然后决定往哪个方向走。这个方向就叫做“梯度”。
但是,如果我们让小人可以向任何方向看,那么他有太多的选择了,电脑需要做很多计算。所以,为了简化问题,我们只让小人向八个主要方向看:上、下、左、右和四个对角线方向。这样电脑就可以更快地决定每个像素的梯度方向,即哪个方向是向着更亮或更暗的地方。
然后,我们只保留那些在梯度方向上比前后两个像素都亮的像素,这个步骤叫做“非极大值抑制”。这样我们就可以得到较为准确的边缘像素,即那些垂直或水平的边缘,而不是在一些难以理解的角度上。