时空图像模式方向的确定

Question

如何获得下图所示图案的平均方向。它是红色箭头相对于黄色（水平）线的方向。有什么办法吗？我想不出办法接近。这是从视频中创建的时空图像。谢谢您。在

这是我的原始图像：

Answer 1

我建议尝试一下Hough变换，它在OpenCv中可用。Hough变换将直线映射到角度，可能对您的情况很有用。在

Answer 2

最简单的方法是计算梯度向量（x导数和y导数）并在每个像素处找到它的方向（atan2(y,x)）。平均方向是你想要的，而不是平均方向（会抵消掉）。所以应用模量pi，然后在图像上取平均值。在

计算图像渐变的最佳方法是通过Gaussian gradients。在

{a2}完成这一任务的方式更稳健。简而言之，它计算梯度向量的局部平均值以减少噪声的影响。它是通过计算梯度向量的外积来实现这一点的，它产生了一个对称矩阵。然后，可以对该矩阵的各个分量进行局部平均（即应用平滑滤波器）。这类似于计算向量的角度，将角度加倍，使相反方向的向量相等，然后求平均值。在

请注意，您可以在3D中应用这些解决方案中的任何一个（您可以将视频数据看作2D+time=3D）。这样，就可以计算2D帧中运动的速度和方向，而不仅仅是沿着问题中显示的2D图像提取方向的速度。图像梯度和结构张量的概念很容易推广到三维，这种方法类似于光流的Lucas-Kanade方法。如果你沿着维基百科的链接，你会看到它使用了二维的结构张量，并沿着时间维度添加了梯度。在

Answer 3

尝试傅里叶变换可能有用。 在您的例子中，当在图像中垂直移动时，应该在变换后的图像中间得到两条垂直线，对应于信息。 另一方面，不应该有一条水平线，因为当在图像中水平移动时，几乎没有信息（几乎没有变化）

例如，您可以使用此在线站点来玩傅立叶变换： https://www.ejectamenta.com/Fourifier-fullscreen/

听起来问题似乎没变，但事实上现在要容易得多。 二维图案被转换成在变换后的图像中很容易找到的主导线。 例如，您可以搜索图像中最强的像素，并简单地确定它们更可能是水平线还是垂直线，或者确定主导线的角度。然后旋转90度。在

例如，请参见以下木纹图像和生成的变换图像：

别担心这两条线。图像是对称的，所以只需忽略图像的3/4就可以了。在