OpenCV 图形API（15）计算两个矩阵（通常代表二维向量的X和Y分量）每个对应元素之间的相位角（即角度）函数phase()

jndingxin2025-04-05 14:59

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

描述

cv::gapi::phase 是 OpenCV 的 G-API 模块中的一个函数，用于计算两个矩阵（通常代表二维向量的X和Y分量）每个对应元素之间的相位角（即角度）。这个函数特别适用于处理复数的极坐标表示或计算光流等应用中。

计算二维向量的旋转角度。

cv::phase 函数计算由 x 和 y 的对应元素形成的每个二维向量的旋转角度：
angle ( I ) = atan2 ( y ( I ) , x ( I ) ) \texttt{angle} (I) = \texttt{atan2} ( \texttt{y} (I), \texttt{x} (I)) angle(I)=atan2(y(I),x(I))

角度估计的精度约为 0.3 度。当 x(I)=y(I)=0 时，对应的 angle(I) 被设置为 0。

函数原型

cpp 复制代码

GMat cv::gapi::phase 
(
 	const GMat &  	x,
	const GMat &  	y,
	bool  	angleInDegrees = false 
)

参数

参数 x: 输入浮点数数组，包含 2D 向量的 x 坐标。
参数 y: 输入数组，包含 2D 向量的 y 坐标；它必须与 x 具有相同的大小和类型。
参数 angleInDegrees: 如果为 true，则函数计算的角度以度为单位；否则，角度以弧度为单位。

返回值

向量角度数组；它具有与 x 相同的大小和类型。

代码示例

cpp 复制代码

#include <opencv2/gapi.hpp>
#include <opencv2/gapi/core.hpp>
#include <opencv2/opencv.hpp>

int main()
{
    // 创建示例输入矩阵
    cv::Mat x = ( cv::Mat_< float >( 2, 2 ) << 1.f, -1.f, -1.f, 1.f );
    cv::Mat y = ( cv::Mat_< float >( 2, 2 ) << 1.f, 1.f, -1.f, -1.f );

    // 定义G-API计算图
    cv::GComputation phaseComp( []() {
        cv::GMat inX, inY;
        cv::GMat out = cv::gapi::phase( inX, inY, true );  // 使用度作为角度单位
        return cv::GComputation( cv::GIn( inX, inY ), cv::GOut( out ) );
    } );

    // 输出矩阵
    cv::Mat dst;

    // 执行计算图
    phaseComp.apply( x, y, dst, cv::compile_args() );

    // 打印结果
    std::cout << "Phase angles (in degrees): \n" << dst << std::endl;

    return 0;
}

运行结果

bash 复制代码

Phase angles (in degrees): 
[44.990456, 135.00955;
 224.99045, 315.00955]