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  • LoG滤波器

    一. LoG滤波器

            LoG 即 高斯-拉普拉斯(Laplacian of Gaussian)的缩写。为了防止拉普拉斯滤波器计算二次微分时使图像的噪声更加明显,所以先使用高斯滤波器使图像更加平滑,再使用拉普拉斯滤波器使图像的轮廓更加清晰。       


    LoG 滤波器,s 代表高斯滤波的标准差 ↑
     

    二. 实验:LoG滤波器的实现及用于图像边缘检测

            实验中,我们先将BGR图像转换为灰度图像,再给灰度图像添加高斯噪声,再使用LoG滤波器对图像进行处理,最后输出处理结果

     1 import cv2
     2 import numpy as np
     3 
     4 # Gray scale
     5 def BGR2GRAY(img):
     6     b = img[:, :, 0].copy()
     7     g = img[:, :, 1].copy()
     8     r = img[:, :, 2].copy()
     9 
    10     # Gray scale
    11     out = 0.2126 * r + 0.7152 * g + 0.0722 * b
    12     out = out.astype(np.uint8)
    13 
    14     return out
    15 
    16 # add gaussian noise
    17 def gasuss_noise(image, mean=0, var=0.001):
    18     '''
    19         添加高斯噪声
    20         mean : 均值
    21         var : 方差
    22     '''
    23     image = np.array(image/255, dtype=float)
    24     noise = np.random.normal(mean, var ** 0.5, image.shape)
    25     out = image + noise
    26     if out.min() < 0:
    27         low_clip = -1.
    28     else:
    29         low_clip = 0.
    30     out = np.clip(out, low_clip, 1.0)
    31     out = np.uint8(out*255)
    32     return out
    33 
    34 # LoG filter
    35 def LoG_filter(img, K_size=5, sigma=3):
    36     H, W = img.shape
    37 
    38     # zero padding
    39     pad = K_size // 2
    40     out = np.zeros((H + pad * 2, W + pad * 2), dtype=np.float)
    41     out[pad: pad + H, pad: pad + W] = gray.copy().astype(np.float)
    42     tmp = out.copy()
    43 
    44     # LoG Kernel
    45     K = np.zeros((K_size, K_size), dtype=np.float)
    46     for x in range(-pad, -pad + K_size):
    47         for y in range(-pad, -pad + K_size):
    48             K[y + pad, x + pad] = (x ** 2 + y ** 2 - sigma ** 2) * np.exp( -(x ** 2 + y ** 2) / (2 * (sigma ** 2)))
    49     K /= (2 * np.pi * (sigma ** 6))
    50     K /= K.sum()
    51 
    52     # filtering
    53     for y in range(H):
    54         for x in range(W):
    55             out[pad + y, pad + x] = np.sum(K * tmp[y: y + K_size, x: x + K_size])
    56 
    57     out = np.clip(out, 0, 255)
    58     out = out[pad: pad + H, pad: pad + W].astype(np.uint8)
    59 
    60     return out
    61 
    62 
    63 # Read image
    64 img = cv2.imread("../paojie.jpg")
    65 
    66 # grayscale
    67 gray = BGR2GRAY(img)
    68 # add gaussian noise
    69 gray = gasuss_noise(gray)
    70 # LoG filtering
    71 out = LoG_filter(gray, K_size=5, sigma=3)
    72 
    73 # Save result
    74 cv2.imwrite("out_g_g.jpg",gray)
    75 cv2.imshow("result_g_g",gray)
    76 cv2.imwrite("out.jpg", out)
    77 cv2.imshow("result", out)
    78 cv2.waitKey(0)
    79 cv2.destroyAllWindows()

    三. 实验结果:


    图1:灰度图像添加高斯噪声后 ↑
     

    图2:LoG滤波器对图1图像处理后 ↑
     

            从图像中可以观察到,LoG滤波器不仅有效地抑制了高斯噪声,还一定程度上增强了图像的边缘。


    四. 参考内容:

      https://www.jianshu.com/p/c70be0cccd46

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/wojianxin/p/12508834.html
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