尺度空间理论中的尺度究竟是什么意思?

信息处理 图像处理 尺度空间
2022-01-17 10:22:19

在图像处理中,尺度空间是一种以不同尺度表示图像的技术。但这真的让我很困惑,因为我一直认为尺度这个词只是指一个物体的大小,所以图像的尺度空间表示应该有相同图像的不同大小

然而,事实证明,尺度空间表示是由不同的高斯卷积图像组成的σ,图像大小根本没有变化,为什么?更进一步,如何σ高斯函数中的卷积决定了卷积图像的尺度?

2个回答

有一种称为 Retinex 的图像处理算法使用比例来执行局部对比度增强。这是关于 Multi-Scale Retinex 算法的 OK演示文稿以获取更多详细信息。

图像大小不会改变,因为您正在执行高斯核与图像的卷积。在实践中,这通常是在频域中完成的,并且对图像进行了填充以避免循环卷积的影响。这是图像处理中的标准内容,您可以将“内核”与图像进行卷积。它只是使用二维高斯函数对环绕像素进行平均,而不是像块一样的东西。

我已经看到 sigma 的选择是一个有点特别的“这对我来说看起来不错”的选择过程。一些论文中发表的范围似乎适用于大多数图像。本质上,小值保留了图像中的细节,中等值提供了一般细节和全局能量的混合,大值提供了图像能量的更多全局表示。我认为小号是 1-25,中号是 25-75,大号是 +75。当您对所有尺度进行卷积和求和时,使用更轻松的数学运算,您将获得局部对比度增强的图像。结果相当不错。您可以在一些图像上试一试,以查看每个图像的结果,以获得更好的感觉。

尺度空间的基本思想是使用单个参数对图像值/函数空间进行参数化,以便可以定位或选择该参数的有趣变化。为不同的参数值生成的各种图像可以代表不同的事物,在图像分析中它们是输入图像的简化。可以使用线性尺度空间执行平滑、带通滤波和各种基于频率的操作——这已经得到了很好的研究有关比例的更一般视图,请参阅

在高斯的情况下,像腐蚀/膨胀这样的形态算子会根据因果关系的概念产生更简单的函数——我们不引入新的极值。这在数学上由半群结构固定。产生的空间或函数族是尺度空间。这里应该注意的是,尺度参数实际上可以用动态系统的参数甚至扩散方案的参数来改变。是使这个定义具体化的公理。

对于高斯,我们有两个参数,即高斯的内核大小和标准差。现在尺度直觉或多或少是正确的——我们搜索不同的尺度(简化)来找到一个对象,就像在SIFT和其他算法中一样。因此,比例表示图像的结构,而对象(如检测算法中的)是在这个空间中搜索的东西。