图像处理上下文中相关与卷积的区别

信息处理 图像处理 卷积 图片 相关性
2021-12-26 00:17:22

您能否清楚地解释一下由图像上的过滤器完成的相关性和卷积之间的区别是什么?

我的意思是就信号处理定义而言,我知道卷积描述了 LTI 系统的输出,也就是说,如果 LTI 系统由于与输入系统的卷积而产生输出,那么输出信号可以描述为卷积的结果输入信号和 LTI 系统的脉冲响应。至于相关性,它描述了信号之间的相似性。但是卷积和相关对图像有何影响,它们在效果方面有何不同?

谢谢

1个回答

卷积与旋转 180 度的滤波器相关。如果滤波器是对称的,如高斯或拉普拉斯,这没有区别。但是当滤波器不对称时,它会产生很大的不同,比如导数。

我们需要卷积的原因是它是关联的,而相关性通常不是。要了解为什么这是真的,请记住卷积是频域中的乘法,这显然是关联的。另一方面,频域中的相关性是复共轭的乘法,它不是关联的。

卷积的关联性允许您“预卷积”过滤器,因此您只需要将图像与单个过滤器进行卷积。例如,假设您有一张图片f, 你需要与之卷积g然后与这意味着您可以卷积为单个过滤器,然后将与其卷积。进行卷积,这很有用您可以预先计算,然后重复使用次。hfgh=f(gh)ghfghk=ghk

所以如果你在做模板匹配,即寻找一个单一的模板,相关性就足够了。但是如果你需要连续使用多个滤镜,并且需要对多张图片执行这个操作,那么提前将多个滤镜卷积成一个滤镜是有意义的。