一種梯度計算單元，適用於接收一具有多個像素的原始畫面，並計算出該等像素之梯度值，且包含：一個二階導數模組，接收該原始畫面，並對每一像素進行二階導數運算以得到每一像素的四個二階導數；一梯度特徵模組，從該二階導數模組接收每一像素的四個二階導數，並利用該四個二階導數進行特徵值運算以得到每一像素的一第一特徵值與一第二特徵值；及一梯度調整模組，從該梯度特徵模組接收每一像素的該第一、二特徵值，並將該第一、二特徵值進行調整運算以得到該梯度值。