Computer Vision | ImageFiltering

一张图片—>feature detection 特征检测(e.g.:DoG)—>feature description 特征描述(e.g.:SIFT)—>Matching/Indexing/Detection 匹配/索引/检测<—database of local descriptors 本地描述符数据库

Image filtering 图像滤波

过滤的三种观点:

  1. 空域图像滤波
    过滤器是数字网格的数学运算
    平滑、锐化、测量纹理
  2. 频域图像滤波器
    滤波是一种改变图像频率的方法
    去噪、采样、图像压缩
  3. 图像金字塔
    比例空间表示允许粗到细操作

图像滤波
计算每个位置的局部邻域函数:
局部邻域函数
h=output f=filter I=image
k,l = 二维坐标 m,n = 二维坐标

一、box filter 盒式过滤器

box filter
box filter
在这里插入图片描述
盒滤波器作用:

  1. 将每个像素替换为其邻域的平均值;
  2. 达到平滑效果(去除尖锐特征)。

图像滤波器作用:

  1. 增强图像
    去噪、调整大小、增加对比度等。
  2. 从图像中提取信息
    纹理、边缘、特征点等。
  3. 检测模式
    模板匹配

二、linear filters 线性滤波器

没有变化
线性滤波器
按1像素左移
线性滤波器
垂直边缘(绝对值)
线性滤波器
水平边缘(绝对值)
线性滤波器
锐化滤波器——突出与当地平均水平的差异
线性滤波器

三、Gaussian filter 高斯滤波器

邻近像素的加权贡献
高斯滤波器

高斯滤波器的可分性

高斯滤波器的可分性
可分性示例:

2D convolution (center location only)
二维卷积(仅中心位置)
可分性示例
The filter factors into a product of 1D filters:
过滤因子为1的乘积:
可分性示例
Perform convolution along rows:
执行卷积长行:
Followed by convolution along the remaining column:
然后对其余列进行卷积:
可分性示例
为什么分离性在实践中有用?

  1. MXN图像,PXQ过滤器
    二维卷积:MNPQ乘加
    可分二维:MN(P+Q)乘加
  2. 加速=PQ/(P+Q)
    9x9过滤器大约快4.5倍

过滤器应该有多大?

  1. 边缘处的值应接近零
  2. 高斯人有无限的范围…
  3. 高斯的经验法则:将滤波器半宽设为3σ左右
我们一起来让这个世界有趣一点……ヽ(✿゚▽゚)ノ