事先说明

  图像梯度原理：简单来说就是求导   OpenCV提供了三种不同的梯度滤波器，或者说高通滤波器：Sobel，Scharr和Laplacian。Sobel和Scharr是求一阶或二阶导数。Scharr是对Sobel（使用小的卷积核求解梯度角度时）的优化，Laplacian是求二阶导数。  

任务1：Sobel算子和Scharr算子

  Sobel算子是高斯平滑与微分操作的结合体，它的抗噪音能力很好。可以设定求导的方向（xorder或yorder）。还可以设定使用的卷积核的大小（ksize），如果ksize=-1，会使用3x3的Scharr滤波器，效果会更好，若速度相同，在使用3x3滤波器时尽量使用Scharr。 3x3的Scharr滤波器卷积核如下：   X方向:   -3   0   3 -10   0   10 -3   0   3   Y方向   -3   -10   -3 0   0   0 3   10   3  

任务2：Laplacian算子

  拉普拉斯算子可以使用二阶导数的形式定义，可假设其离散实现类似于二阶Sobel导数，事实上OpenCV在计算拉普拉斯算子时直接调用Sobel算子。   拉普拉斯滤波器使用的卷积核：   在这里插入图片描述   示例：用以上三种滤波器对同一幅图像进行操作，卷积核使用为5x5。   
import cv2
import numpy

img = cv2.imread('1024.jpg',0)
laplacian = cv2.Laplacian(img,cv2.CV_64F)
sobelx = cv2.Sobel(img,cv2.CV_64F,1,0,ksize=5)
sobely = cv2.Sobel(img,cv2.CV_64F,0,1,ksize=5)

cv2.imshow('original',img)
cv2.imshow('lap',laplacian)
cv2.imshow('sobelx',sobelx)
cv2.imshow('sobely',sobely)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()
  在这里插入图片描述  

一个重要的事！

  当我们可以通过参数-1来设定输出图像的深度（数据类型）与原图像保持一致，但是我们在代码中使用的却是cv2.CV_64F。这是为什么？想象一下一个从黑到白的边界的导数是正数，而一个从白到黑的边界的导数却是负数。如果原图像的深度是np.int8时，所有的负值都会被截断变成0。换句话就是把边界丢失掉。   所以如果这两种边界你都想检测到，最好的办法就是将输出的数据类型设置的更高，比如cv2.CV_16S等，取绝对值然后再把它转回到cv2.CV_8U。  

总结

  （本系列每周不定期更新，谢谢大家支持！）