标准差的影响 (σσ) 平滑梯度图像时的高斯核

信息处理 图像处理 matlab 高斯 平滑
2022-02-12 01:18:54

我试图理解为什么用不同 sigma 值的高斯核平滑图像,然后计算平滑图像的梯度会导致“更粗”的轨迹。在下图中,左图是通过将图像与的高斯核的导数进行卷积而产生的,而右图显示了当图像与的高斯核卷积时的图像梯度。 σ=1σ=2在此处输入图像描述

据我了解,具有较高值的高斯核往往会使像素看起来“更像”它的邻居,因为它对远离中间的像素赋予了更高的权重。σ

1个回答

让我们在 1D 中分析它,因为直觉是相同的。

首先,让我们看看几个不同的高斯内核:

在此处输入图像描述

正如预期的那样,它们随着标准偏差 (STD) 的增加而变宽。
这意味着当使用卷积应用内核时,更多信息来自更远的样本。另一方面,这意味着数据被传播。

现在,在您的图像中,渐变是凹凸所以我们可以通过一个阶跃函数来近似它:

在此处输入图像描述

让我们看一下上面使用 step 函数的内核卷积的输出:

在此处输入图像描述

正如我们所看到的,STD 越高,数据越分散,尽管能量是相同的。
在图像中,我们希望它被视为数据更模糊、更宽、更暗(因为值较低)。

完整代码可在我的StackExchange Signal Processing Q70725 GitHub 存储库中找到(查看SignalProcessing\Q70725文件夹)。