拉普拉斯金字塔中会发生混叠吗?

信息处理 图像处理 混叠 多尺度分析
2022-02-17 06:02:32

我想使用拉普拉斯金字塔框架来表示图像。The Laplacian Pyramid as a Compact Image Code 的语言似乎提供了选择模糊/插值内核的自由,但受到某些限制。然而,当我们在构建金字塔时执行二次抽样时,混叠是否会成为一个不明智的选择的问题?

我在多伦多关于图像金字塔的讲义(幻灯片 8)中读到,拉普拉斯金字塔可以精确地重建图像,与内核无关。我可以将此作为防止混叠的保证,还是可以通过重建过程“隐藏”混叠?

2个回答

无论使用哪个过滤器内核,重建都会消除混叠。

多伦多讲义第 8 页上的 2 层拉普拉斯金字塔的下层,在此改编:

在此处输入图像描述图 1. 2 层拉普拉斯金字塔。

可以重绘为:

在此处输入图像描述
图 2. 图 1 拉普拉斯金字塔下层的另一种表示形式。1.

这一层是一个恒等运算:减去的也被加上。这允许以相同的方式在其上方绘制下一个(在这种情况下是唯一的)层,并且它也可以被识别为一个身份操作。以此类推,直到整个过程变成一个身份操作。

是的,大多数已知的多尺度或多速率分解,只要它们在一个阶段结合非理想滤波器和二次采样算子,就会在分析阶段引起某种混叠。拉普拉斯金字塔就是这样做但适当的设计允许完美的重建,因此可以逆转或消除混叠,并在分析和合成之间处理的情况下保持合理。

最简单的别名消除形式是 Haar 和差滤波器。考虑hl=[1,1]hh=[1,1],和和差过滤器,然后是 2 倍下采样。两个滤波器的频率响应都非常差,并且在下采样时会导致混叠。

在此处输入图像描述

接收信号X=[a,b]. 使用上述方案,您将获得两个输出yl=a+byh=ba,您可以从中恢复X(ylyh)/2=a(yl+yh)/2=b. 后面的操作是通过平均差分滤波器和平均滤波器进行滤波,例如与上述相同,具有不同的缩放因子。

这就是完美重构滤波器组的魔力:从精心挑选的不完美分析滤波器组(带有一些抽取)中,能够设计一个本身不完美的合成滤波器组,以消除整个分析的混叠和失真 -合成系统。只要您有两个或更多通道,并且在系统中进行一点过采样,您甚至可以找到优化的逆滤波器组。