高斯金字塔、高斯模糊和高斯差分是图像处理中非常重要的技术,常用于图像缩放、降噪、特征提取等领域。
1. 高斯模糊(Gaussian Blur)
高斯模糊是一种降噪技术,基于高斯函数的图像处理技术,用于平滑图像,减少噪声或细节。它在图像处理和计算机视觉中非常常用,尤其是在预处理步骤中,通过对图像应用高斯核进行平滑处理,使得图像中的细节和噪声减少。这种模糊技术常用于去除图像中的高频噪声。
高斯函数
高斯模糊使用高斯函数对图像进行卷积操作。高斯函数是一种正态分布函数,具有平滑和连续的性质,可以通过加权平均来平滑图像中的像素值。介绍高斯模糊之前,需要先了解高斯函数。在二维空间中,高斯函数定义为:
- G(x,y):在点 (x,y) 处的高斯函数值。定义了一个点 (x,y) 处的权重,描述如何随着距离从中心点变化。
- σ:标准差,控制模糊的程度。较大的 σ 产生更强的模糊效果。
- x, y:距中心点的水平和垂直距离。
在二维空间中,将 σ 提取到公式左侧,可以改写高斯函数的表达形式,使其更直观地显示标准差 σ 的影响。改写后的公式如下:
在这个公式中,G(x,y;σ) 表示高斯函数在点 (x,y) 处的值,同时显式地表示了标准差 σ 对函数值的影响。这样写可以更加清晰地看到 σ 如何影响高斯函数的形状和模糊程度。
- 左侧的 G(x,y;σ) 明确地将 σ 为函数的一个参数,表明其对结果的依赖关系。
- 右侧的公式 显示了 σ 在分母中影响高斯函数的幅度和扩展范围。