接缝雕刻算法的 C++ 实现 - 算法概述与基本原理

第一部分：接缝雕刻算法的 C++ 实现 - 算法概述与基本原理

接缝雕刻（Seam Carving）是一种用于图像大小调整的算法，其目标是在不扭曲图像的“重要”部分的情况下调整图像大小。这种算法的主要优点是，它可以保持图像的视觉完整性，同时改变图像的尺寸。这与传统的图像缩放方法（如双线性插值或最近邻插值）有很大的不同，因为传统的方法通常会改变图像的所有部分，而不仅仅是“不重要”的部分。

接缝雕刻算法的工作原理是，它从上到下或从左到右计算接缝（像素的 8 连接路径）。这个过程是通过遍历图像的累积能量图并选择成本最低的路径来完成的。这里的“成本”是指接缝路径上的像素的能量之和，而“能量”则是指像素的重要性。能量越高，像素越重要，因此在调整图像大小时应尽量避免删除。

为了创建累积能量图，我们需要一个能量图像。能量图像是通过在图像的 x 和 y 方向上使用梯度，然后将它们组合形成的。梯度是一种测量图像亮度变化速度的方法，因此它可以用来确定图像的“边缘”或“纹理”部分，这些部分通常被认为是图像的“重要”部分。

下面是一个简单的 C++ 代码片段，展示了如何计算图像的能量图像：

c++复制代码#include 

cv::Mat calculateEnergyMap(const cv::Mat& img) {
    cv::Mat gray;
    cv::cvtColor(img, gray, cv::COLOR_BGR2GRAY);

    cv::Mat grad_x, grad_y;
    cv::Sobel(gray, grad_x, CV_16S, 1, 0, 3, 1, 0, cv::BORDER_DEF