Opencv HoughLines Lines Theta?

Question

我有一个关于HoughLines的opencv库的问题。官方网站上的格式如下：

C++: void HoughLines(InputArray image, OutputArray lines, double rho, double theta, int threshold, double srn=0, double stn=0 )

并且在lines的输出向量参数的解释中，它说： lines - 输出线的向量。每条线由两个元素组成：rho和theta。对于垂直线，theta为0，对于水平线，theta为pi/2（弧度）。

我想知道theta的原理是什么？似乎theta在0〜1.57的范围内（因为pi/2是1.57），但是我运行代码发现theta可以超过1.57并变成一些奇怪的值，就像下面的图红线是HoughLines检测到的线，而sita是参数线中的值？ 有人能告诉我从lines输出的theta的规律是什么吗？

非常感谢！

- HenryChen

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角度看起来正确，从X轴逆时针计数，或从Y轴顺时针计数。 - Alexander Ekzhanov

所以你的意思是相反的线可能有相同的theta值？ - HenryChen

Theta并不限制在区间[0,PI/2]内，它只是指示角度测量的方向。 正如@AlexanderEkzhanov所说，角度是逆时针测量的，从x轴开始，对垂直线来说，它的值为PI/2。这并不意味着Theta不能超过这个值。 - s1hofmann

x轴是指图像的顶部，对吗？还是笛卡尔坐标系的x轴？ - HenryChen

Answer 1

OpenCV的文档、此问题的另一个答案和维基百科（截至本回答撰写时）都是错误的。这是我生命中第一次在维基百科上发现技术性错误。

cv2.HoughLines给出了映射到线条的(r, theta)对。theta是图像x轴（与线条之间）逆时针方向的角度，取值范围为0到pi。rho是从图像左上角到线条的“距离”。正如OP所指出的，rho经常为负数，因此不是一个合适的距离。这就是OpenCV作者的意思：

如果theta < pi/2，则我们谈论的是从图像左下到右上的直线。在这种情况下，它不能在x轴下方穿过0，并且我们知道要画哪条线（给定rho）。到这一点上，OpenCV文档是正确的。

如果theta > pi/2，则需要消除两个与原点等距离的平行线之间的歧义。为了处理这个问题，HoughLines的作者制定了一个规则：如果theta > pi/2，通过图像左侧的线条具有正rho值，而穿过图像顶部的线条具有负rho值。

- Charles F

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抱歉，您说的“正如OP所指出的”是什么意思？OP是什么？如果我的问题听起来太蠢，请原谅。 - Scott

Answer 2

这是我理解的内容。我认为您的控制台应该显示橙色角度（约为-0.72弧度）。但似乎OpenCV对于与您的线平行的所有直线都使用正角度。我的意思是您的控制台显示的紫色角度（约为2.5弧度）。因此，您的线具有这个theta值，而rho（到线的距离）是负值。这是因为您的线位于原点右侧。（我在Paint中画了一张图，如果不好看请见谅）

- Kanat

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所以看起来OpenCV的线条无法判断线条的方向，对吗？ - HenryChen

我不确定所有的opencv代码，@HenryChen。在这种情况下，theta并不显示线的角度，而是显示顺时针方向上x轴和垂直于该线之间的夹角。 - Kanat

那么你的意思是无论 rho 和 theta 是什么，我的控制台显示的都是紫色的？ - HenryChen

我不太明白你的意思，抱歉。但是为什么它不只显示橙色呢？橙色的角度难道不也是正的吗？ - HenryChen

@HenryChen，不是的，橙色角度是负数，因为它在x轴逆时针方向上。这就是为什么OpenCV使用平行线，该线位于原点左侧并以顺时针方向给出正角度。使用紫色角度是可以的，因为您的线的位置将通过负rho值进行调整（这意味着您的线将位于右侧）。你明白吗？ - Kanat

@Kanat，你的回答很有道理，但这并不改变文档在该函数中的错误。你的意思是（我同意，见到了与OP相同的结果），“距离”可以为负数，角度不在[0，pi/2]范围内。 - Charles F

Answer 3

Rho是所有入射的rho或者距离原点的'桶'或累加器数组的大小。图像中可能的最长距离是从左上角到右下角，因此为了最大精度，将该值插入到houghlines rho中。 Theta是所有入射theta的桶的大小。为了最大精度，您需要一个值为180。要仅检测偶数角度，theta应为90。要仅检测可被30整除的角度，theta应为6。

- john k