SIFT解析(一)高斯模糊

2022-08-04 11:15:14 字數 1679 閱讀 4945

"模糊"的演算法有很多種,其中有一種叫做"高斯模糊"(gaussian blur)。它將正態分佈(又名"高斯分布")用於影象處理。

所謂"模糊",可以理解成每乙個畫素都取周邊畫素的平均值。

正態分佈

正態分佈中,越接近中心點,取值越大,越遠離中心,取值越小。

計算平均值的時候,我們只需要將"中心點"作為原點,其他點按照其在正態曲線上的位置,分配權重,就可以得到乙個加權平均值。正態分佈顯然是一種可取的權重分配模式。

1.3.2 高斯函式

如何反映出正態分佈?則需要使用高函式來實現。

上面的正態分佈是一維的,而對於影象都是二維的,所以我們需要二維的正態分佈。

高斯濾波器是均值濾波器的高階版本,唯一的區別在於,均值濾波器的卷積核的每個元素都相同,而高斯濾波器的卷積核的元素服從高斯分布。

高斯濾波器是基於二維的高斯分布函式,因此首先介紹二維高斯分布函式。二維高斯分布函式和圖如下:

有了這個函式 ,就可以計算每個點的權重了。

在影象濾波中我們也簡要談了一下高斯濾波:

1.3.3 獲取權重矩陣

假定中心點的座標是(0,0),那麼距離它最近的8個點的座標如下:

為了計算權重矩陣,需要設定σ的值。假定σ=1.5,

則模糊半徑為1的權重矩陣如下:

這9個點的權重總和等於0.4787147(九個點相加),如果只計算這9個點的加權平均,還必須讓它們的權重之和等於1,因此上面9個值還要分別除以0.4787147,得到最終的權重矩陣。

除以總值這個過程也叫做」歸一問題「

目的是讓濾鏡的權重總值等於1。否則的話,使用總值大於1的濾鏡會讓影象偏亮,小於1的濾鏡會讓影象偏暗。

計算模糊值

有了權重矩陣,就可以計算高斯模糊的值了。

假設現有9個畫素點,灰度值(0-255)如下:

每個點乘以自己的權重值:

得到

將這9個值加起來,就是中心點的高斯模糊的值。

對所有點重複這個過程,就得到了高斯模糊後的影象。對於彩色來說,則需要對rgb三個通道分別做高斯模糊。

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