OpenCV 图形API（7）用于将笛卡尔坐标（x, y）转换为极坐标（magnitude, angle）函数cartToPolar()

• 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

计算二维向量的大小和角度。
cartToPolar 函数计算每个二维向量 (x(I), y(I)) 的大小、角度，或同时计算两者：
$$\begin{array}{l}\text{magnitude}(I)=\sqrt{\text{x}(I{)}^2+\text{y}(I{)}^2},\\ \text{angle}(I)=\text{atan2}(\text{y}(I),\text{x}(I))[\cdot 180/\pi ]\end{array}$$
cartToPolar 函数计算角度的准确度约为0.3度。对于点 (0,0)，其角度被设定为0。
第一个输出是一个与输入 x 具有相同大小和深度的矩阵，表示各个向量的大小（magnitude）。 第二个输出也是一个与 x 具有相同大小和深度的矩阵，但表示的是各个向量的角度（angle）。这些角度以弧度（范围从 0 到 2π）或度数（0 到 360 度）测量。

注意事项：
函数的文本ID是 “org.opencv.core.math.cartToPolar”。

函数原型

std::tuple<GMat, GMat> cv::gapi::cartToPolar
(
 	const GMat &  	x,
	const GMat &  	y,
	bool  	angleInDegrees = false 
) 		

参数

• 参数x：CV_32FC1 类型的 x 坐标的矩阵。
• 参数y：CV_32FC1 类型的 y 坐标的数组。
• 参数angleInDegrees：一个标志，指示角度是用弧度（这是默认设置）测量，还是用度数测量。

返回值

返回一个 std::tuple<GMat, GMat>，其中：

• 第一个元素是表示向量大小（magnitude）的 GMat。
• 第二个元素是表示向量角度（angle）的 GMat。

代码示例

#include <opencv2/gapi/core.hpp>  // 包含G-API核心功能
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <tuple>

int main()
{
    // 创建示例数据
    cv::Mat x = ( cv::Mat_< float >( 4, 1 ) << 1.0f, 0.0f, -1.0f, 0.0f );
    cv::Mat y = ( cv::Mat_< float >( 4, 1 ) << 0.0f, 1.0f, 0.0f, -1.0f );

    // 检查输入矩阵是否为空
    if ( x.empty() || y.empty() )
    {
        std::cerr << "无法加载输入矩阵，请检查数据。" << std::endl;
        return -1;
    }

    // 定义G-API图中的输入
    cv::GMat gx, gy;
    auto res = cv::gapi::cartToPolar( gx, gy, true );  // 将角度转换为度数

    // 创建一个计算图
    cv::GComputation cartToPolar_graph( cv::GIn( gx, gy ), cv::GOut( std::get< 0 >( res ), std::get< 1 >( res ) ) );

    // 输出矩阵
    cv::Mat magnitude, angle;

    // 编译并执行计算图
    cartToPolar_graph.apply( cv::gin( x, y ), cv::gout( magnitude, angle ) );

    // 打印结果
    std::cout << "Magnitude: " << magnitude << std::endl;
    std::cout << "Angle (degrees): " << angle << std::endl;

    return 0;
}

运行结果

Magnitude: [1;
 1;
 1;
 1]
Angle (degrees): [0;
 90;
 180;
 270]