Prewitt 算子

1. 原理

Prewitt算子是一种图像边缘检测的微分算子，其原理是利用特定区域内像素灰度值产生的差分实现边缘检测。由于Prewitt算子采用 3x3 模板对区域内的像素值进行计算，而Robert算子的模板为 2x2，故Prewitt算子的边缘检测结果在水平方向和垂直方向均比Robert算子更加明显。Prewitt算子适合用来识别噪声较多、灰度渐变的图像，其计算公式如下所示：

例如，下面给出Prewitt算子的模板，在像素点P5处 x 和 y 方向上的梯度大小 g_x 和 g_y 分别计算为：

2. pytohn代码

# -*- coding: utf-8 -*-
import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt# 读取图像
img = cv2.imread('C:/Users/123/Pictures/66.png')
img_RGB = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2RGB)# 灰度化处理图像
grayImage = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)# Prewitt算子
kernelx = np.array([[1, 1, 1], [0, 0, 0], [-1, -1, -1]], dtype=int)
kernely = np.array([[-1, 0, 1], [-1, 0, 1], [-1, 0, 1]], dtype=int)
x = cv2.filter2D(grayImage, cv2.CV_16S, kernelx)
y = cv2.filter2D(grayImage, cv2.CV_16S, kernely)
# 转uint8
absX = cv2.convertScaleAbs(x)
absY = cv2.convertScaleAbs(y)
Prewitt = cv2.addWeighted(absX, 0.5, absY, 0.5, 0)# 用来正常显示中文标签
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']# 显示图形
plt.subplot(121),plt.imshow(img_RGB),plt.title('原始图像'), plt.axis('off') #坐标轴关闭
plt.subplot(122),plt.imshow(Prewitt, cmap=plt.cm.gray ),plt.title('Prewitt算子'), plt.axis('off')
plt.show()

效果图：

3. matlab代码

I =imread('C:/Users/123/Pictures/66.png');
I0=rgb2gray(I);
BW1 =edge(I0,'prewitt');
subplot(121),imshow(I0);title('原始图像');
subplot(122),imshow(BW1);title('prewitt算子');

效果图：