• 操作系统：ubuntu22.04
• OpenCV版本：OpenCV4.9
• IDE:Visual Studio Code
• 编程语言：C++11

算法描述

cv::cuda::createDerivFilter 是 OpenCV CUDA 模块中的一个工厂函数，用于创建一个计算图像导数的滤波器。这个滤波器可以用来计算图像在 x 方向和 y 方向上的任意阶导数。它特别适用于边缘检测、特征提取等计算机视觉任务。

函数原型

cv::Ptr<cv::cuda::Filter> cv::cuda::createDerivFilter
(
    int srcType,
    int dstType,
    int dx,
    int dy,
    int ksize,
    bool normalize = false,
    double scale = 1,
    int rowBorderMode = cv::BORDER_DEFAULT,
    int columnBorderMode = -1
);

参数

参数名	类型	描述
srcType	int	输入图像类型，例如 CV_8UC1, CV_32FC1 等。
dstType	int	输出图像类型，通常与输入类型相同或根据需求指定。
dx	int	x方向上的导数阶数（0表示不计算x方向导数）。
dy	int	y方向上的导数阶数（0表示不计算y方向导数）。
ksize	int	使用的Sobel核大小（必须是奇数且大于1），例如3, 5, 7等。
normalize	bool	是否对结果进行归一化处理，默认为 false。
scale	double	计算导数值时的缩放因子，默认为 1。
rowBorderMode	int	行方向上的边界填充模式，默认为 cv::BORDER_DEFAULT。
columnBorderMode	int	列方向上的边界填充模式，默认使用 rowBorderMode 的值（即 -1）。

代码示例

include <opencv2/cudafilters.hpp>
#include <opencv2/cudaimgproc.hpp>
#include <opencv2/opencv.hpp>

int main()
{
    // 读取灰度图像
    cv::Mat h_img = cv::imread( "/media/dingxin/data/study/OpenCV/sources/images/Lenna.png", cv::IMREAD_GRAYSCALE );
    if ( h_img.empty() )
    {
        std::cerr << "Error: Image not found!" << std::endl;
        return -1;
    }

    // 上传到 GPU
    cv::cuda::GpuMat d_src, d_dst_x, d_dst_y;
    d_src.upload(h_img);

    // 创建x方向导数滤波器（ksize=3）
    cv::Ptr<cv::cuda::Filter> derivXFilter = cv::cuda::createDerivFilter(
        d_src.type(),   // 输入类型（CV_8UC1）
        CV_32FC1,       // 输出类型（浮点数类型更合适）
        1,              // dx = 1 表示计算x方向一阶导数
        0,              // dy = 0 不计算y方向导数
        3               // Sobel核大小
    );

    // 应用x方向导数滤波器
    derivXFilter->apply(d_src, d_dst_x);

    // 创建y方向导数滤波器（ksize=3）
    cv::Ptr<cv::cuda::Filter> derivYFilter = cv::cuda::createDerivFilter(
        d_src.type(),   // 输入类型（CV_8UC1）
        CV_32FC1,       // 输出类型（浮点数类型更合适）
        0,              // dx = 0 不计算x方向导数
        1,              // dy = 1 表示计算y方向一阶导数
        3               // Sobel核大小
    );

    // 应用y方向导数滤波器
    derivYFilter->apply(d_src, d_dst_y);

    // 下载结果回 CPU
    cv::Mat h_dst_x_f, h_dst_y_f; // 浮点数结果
    d_dst_x.download(h_dst_x_f);
    d_dst_y.download(h_dst_y_f);

    // 归一化处理以便显示
    cv::Mat h_dst_x_8u, h_dst_y_8u; // 用于显示的8位无符号整数结果
    cv::normalize(h_dst_x_f, h_dst_x_8u, 0, 255, cv::NORM_MINMAX, CV_8U);
    cv::normalize(h_dst_y_f, h_dst_y_8u, 0, 255, cv::NORM_MINMAX, CV_8U);

    // 显示原始图像及导数图像
    cv::imshow("Original", h_img);
    cv::imshow("X Direction Derivative", h_dst_x_8u);
    cv::imshow("Y Direction Derivative", h_dst_y_8u);
    cv::waitKey(0);
    
    return 0;
}

运行结果