双边滤波——原理及matlab实现

  思维闭塞时可外出采采风。1、双边滤波简介:   双边滤波(Bilateral filter)是一种非线性滤波方法(空间权值+相似权值)——空间权值:模糊去噪;相似权值:保护边缘。2、双边滤波原理  双边滤波具有两个权重:空间权重与相似权重  1)空间权重:与像素位置有关,为像素之间的距离(欧式距离,空间度量),故可定义为全局变量放在循环外,通常定义为…

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

   思维闭塞时可外出采采风。

1、双边滤波简介:

    双边滤波(Bilateral filter)是一种非线性滤波方法(空间权值+相似权值)——空间权值:模糊去噪;相似权值:保护边缘。


2、双边滤波原理

    双边滤波具有两个权重:空间权重与相似权重

    1)空间权重:与像素位置有关,为像素之间的距离(欧式距离,空间度量),故可定义为全局变量放在循环外,通常定义为

c(\xi ,x)=e^{-\tfrac{1}{2}(\tfrac{d(\xi ,x)}{\sigma_{d}})^{2}}

d(\xi,x)=d(\xi-x)=||\xi -x||

    其中d(\xi,x)表示两个像素间的距离(欧式距离)。该过程滤波如下:

h(x)=k_{d}^{-1}(x)\int_{-\infty }^{\infty }\int_{-\infty }^{\infty }f(\xi )c(\xi ,x)d\xi

    权值为:

k_{d}(x)=\int_{-\infty }^{\infty }\int_{-\infty }^{\infty }c(\xi ,x)d\xi

  2)相似权重:与像素值大小有关,为像素值之间的距离(辐射距离,相似性度量),根据像素值不同而不同,需要放在循环内,通常定义为

s(f(\xi) ,f(x))=e^{-\frac{1}{2}(\frac{\sigma (f(\xi ),f(x))}{\sigma _{\tau }})^{2}}

\sigma(\xi ,x)=\sigma(\xi-x)=||\xi -x||

其中\sigma (f(\xi ),f(x))表示两个像素值之间的距离。该过程滤波如下:

h(x)=k_{\tau }^{-1}(x)\int_{-\infty }^{\infty }\int_{-\infty }^{\infty }f(\xi )s(f(\xi) ,f(x))d\xi

    权值为:

k_{\tau }(x)=\int_{-\infty }^{\infty }\int_{-\infty }^{\infty }s(f(\xi) ,f(x))d\xi

    3)两者结合,得到基于空间距离、相似程度整体考虑的双边滤波如下:

h(x)=k^{-1}(x)\int_{-\infty }^{\infty }\int_{-\infty }^{\infty }f(\xi )c(\xi ,x)s(f(\xi) ,f(x))d\xi

    权值为:

k(x)=\int_{-\infty }^{\infty }\int_{-\infty }^{\infty }c(\xi,x)s(f(\xi) ,f(x))d\xi


3、双边滤波实现:

    实际应用时,根据需要对积分采用离散形式表示,滤波半径根据需要自行设置。

    在进行滤波前,需将数据转换为浮点型等。


4、matlab源代码

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%主函数%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 读取
f = imread(filename);

% 设置参数
r = 5;% 滤波半径
a = 3;% 全局方差
b = 0.1;% 局部方差

% 判断二维图还是三维图
if ismatrix(f)
    g = bfilt_gray(f,r,a,b);
else
    g = bfilt_rgb(f,r,a,b);
end

% 显示
subplot(121)
imshow(f)
subplot(122)
imshow(g)



%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%灰度图双边滤波%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
function g = bfilt_gray(f,r,a,b)
% f灰度图;r滤波半径;a全局方差;b局部方差
[x,y] = meshgrid(-r:r);
w1 = exp(-(x.^2+y.^2)/(2*a^2));
f = tofloat(f);%f = im2double(f);

h = waitbar(0,'Applying bilateral filter...');
set(h,'Name','Bilateral Filter Progress');

[m,n] = size(f);
f_temp = padarray(f,[r r],'symmetric');
g = zeros(m,n);
for i = r+1:m+r
    for j = r+1:n+r
        temp = f_temp(i-r:i+r,j-r:j+r);
        w2 = exp(-(temp-f(i-r,j-r)).^2/(2*b^2));
        w = w1.*w2;
        s = temp.*w;
        g(i-r,j-r) = sum(s(:))/sum(w(:));
    end
    waitbar((i-r)/m);
end
% g = revertclass(g);



%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%彩色图双边滤波%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
function g = bfilt_rgb(f,r,a,b)
% f灰度图;r滤波半径;a全局方差;b局部方差
[x,y] = meshgrid(-r:r);
w1 = exp(-(x.^2+y.^2)/(2*a^2));
f = tofloat(f);%f = im2double(f);

h = waitbar(0,'Applying bilateral filter...');
set(h,'Name','Bilateral Filter Progress');

fr = f(:,:,1);
fg = f(:,:,2);
fb = f(:,:,3);
[m,n] = size(fr);
fr_temp = padarray(fr,[r r],'symmetric');
fg_temp = padarray(fg,[r r],'symmetric');
fb_temp = padarray(fb,[r r],'symmetric');
[gr,gg,gb] = deal(zeros(size(fr)));


for i = r+1:m+r
    for j = r+1:n+r
        temp1 = fr_temp(i-r:i+r,j-r:j+r);
        temp2 = fg_temp(i-r:i+r,j-r:j+r);
        temp3 = fb_temp(i-r:i+r,j-r:j+r);
        dr = temp1 - fr_temp(i,j);
        dg = temp2 - fg_temp(i,j);
        db = temp3 - fb_temp(i,j);
        w2 = exp(-(dr.^2+dg.^2+db.^2)/(2*b^2));
        w = w1.*w2;
        gr(i-r,j-r) = sum(sum(temp1.*w))/sum(w(:));
        gg(i-r,j-r) = sum(sum(temp2.*w))/sum(w(:));
        gb(i-r,j-r) = sum(sum(temp3.*w))/sum(w(:));
    end
    waitbar((i-r)/n);
end
g = cat(3,gr,gg,gb);
% g = revertclass(g);

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%可以用到的函数%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
function [out,revertclass]=tofloat(in)
identity=@(x) x;
tosingle=@im2single;

table={'uint8',tosingle,@im2uint8
'uint16',tosingle,@im2uint16
'int16',tosingle,@im2int16
'logical',tosingle,@logical
'double',identity,identity
'single',identity,identity};

classIndex=find(strcmp(class(in),table(:,1)));

if isempty(classIndex)
    error('unsupported input immage class.');
end

out=table{classIndex,2}(in);
revertclass=table{classIndex,3}; 


 5、实验结果

双边滤波——原理及matlab实现

双边滤波——原理及matlab实现

 

6、参考资料

https://blog.csdn.net/abcjennifer/article/details/7616663

https://blog.csdn.net/bugrunner/article/details/7170471

https://www.cnblogs.com/qiqibaby/p/5296681.html

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请联系我们举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-站长,转载请注明出处:https://javaforall.net/127320.html原文链接:https://javaforall.net

(0)
全栈程序员-站长的头像全栈程序员-站长


相关推荐

  • 拉姆达表达式是什么_拉姆达

    拉姆达表达式是什么_拉姆达Q:最近接触到Stream流式编程遇到了一些错误,故做一次总结复习用。一、λ表达式通常我们会用一个类实现接口,然后构造对象作为参数传入,也可以使用匿名类,用λ表达式可以简化匿名类的编写,用例如下。classWorkerimplementsRunnable{@Overridepublicvoidrun(){…

    2022年9月19日
    3
  • jquery在线扫雷

    《扫雷》是一款大众类的益智小游戏,于1992年发行。游戏目标是在最短的时间内根据点击格子出现的数字找出所有非雷格子,同时避免踩雷。在线试玩 http://hovertree.com/texi

    2021年12月28日
    45
  • FindWindowEx 遍历所有窗口

    FindWindowEx 遍历所有窗口 FindWindowEx 唯一麻烦是第2个参数的指定.Explore下窗口是Z序的 ,实际上就是根据第一个参数和第2个参数来找第2个参数后的一个窗口:HWNDchild=0;child=FindWindowEx (NULL,child,NULL,NULL);这样,child就是一个Explore,然后,通过循环能够找到c…

    2022年6月1日
    35
  • VC编程常见问题解答收集贴

    VC编程常见问题解答收集贴1.使用ModifyStyleEx改变了控件风格无效答:修改之后,重绘一次,如果还不行的话,再试试看调用SetWindowPos(0,0,0,0,0,SWP_NOMOVE|SWP_NOSIZE|SWP_DRAWFRAME);2.动态设置编辑框的ES_PASSWORD无效答:修改之后,需要调用一次SetPasswordChar(*);3.如何获取任务栏小图标?答:有网友提出,能

    2022年7月19日
    15
  • android开发揭秘!全靠这份Android知识点PDF大全,附答案[通俗易懂]

    android开发揭秘!全靠这份Android知识点PDF大全,附答案[通俗易懂]Glide缓存简介Glide的缓存设计可以说是非常先进的,考虑的场景也很周全。在缓存这一功能上,Glide又将它分成了两个模块,一个是内存缓存,一个是硬盘缓存。这两个缓存模块的作用各不相同,内存缓存的主要作用是防止应用重复将图片数据读取到内存当中,而硬盘缓存的主要作用是防止应用重复从网络或其他地方重复下载和读取数据。内存缓存和硬盘缓存的相互结合才构成了Glide极佳的图片缓存效果,那么接下来我们就分别来分析一下这两种缓存的使用方法以及它们的实现原理。我认识很多优秀的Android工程师,他们丝毫

    2022年5月3日
    60
  • Git使用流程_git详细教程

    Git使用流程_git详细教程以coding为例,演示如何使用git首先理解下整个流程,如图一,将本地代码上传到远程仓库1.(电脑里得先下载git)登录coding,新建一个仓库,点击代码浏览可以看到2.在本地新建一个文件夹,作为项目根目录,再此启动GitBash,进入目录,并输入gitinit初始化一个本地git仓库3.将本地仓库和我们在coding上创建的远程仓库对接起来,输入gitre…

    2022年4月19日
    145

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注全栈程序员社区公众号