Поле направлений отпечатка пальца

[magrif 0]

Пытаюсь рассчитать поле направлений отпечатка пальца по этой статье, часть 2.2. Делаю для блока W=1x1, т.е. для каждого пикселя. По идее должно получиться что-то похожее на то, что изображено слева. Справа то, что выходит у меня. Где я что не учёл? Спасибо.

void pix_orient(Mat &image)
{
    int width = image.cols;
    int height = image.rows;
    float Gsy = 0.0, Gsx = 0.0;
 
    Mat grad_x, grad_y;
    Sobel(image, grad_x, CV_32F, 1, , 3, 1, , BORDER_DEFAULT);
    Sobel(image, grad_y, CV_32F, , 1, 3, 1, , BORDER_DEFAULT);
 
    for(int i = ; i < height; i++)
    {
        for(int j =  ; j < width; j++)
        {
            Gsx = (grad_x.at<float>(i,j)*grad_x.at<float>(i,j)) - (grad_y.at<float>(i,j)*grad_y.at<float>(i,j));
            Gsy = 2*grad_x.at<float>(i,j) * grad_y.at<float>(i,j);
 
            float fi = 0.0;               
            fi = 0.5 * fastAtan2(Gsy, Gsx)*CV_PI/180;  //[0;pi]
              
            //[-0.5*pi ; 0.5*pi]
            if(fi<=0)
                fi = fi + CV_PI/2;
            else
                fi = fi - CV_PI/2;
 
            image.at<float>(i,j) = fi;
        }
    }//for
}

 

[magrif 0]

    Оставил просто 

fi =  0.5 * fastAtan2(Gsy, Gsx)*CV_PI/180;

затем всё полученное поле ориентации нормировал, разделив на CV_PI, чтобы значения получились в диапазоне [0; 1], ибо иначе при меньших значениях нуля будет чёрный, при больших значениях единицы соответственно белый. В приложении то, что получилось. Всё равно не то, что на рисунке слева.
    Ещё вопрос возник: при обработке изображений получается, что многие значения выходят за диапазон [0;1] и поэтому некорректно отображаются. Например, при применении оператора Собеля к нормированному полю направлений (тому, что в приложении) на выходе получились значения в диапазоне [-3.93 ; 3.94]. Как в таких случаях поступать?