image filtering是什麼意思,image filtering的意思翻譯、用法、同義詞、例句
常用詞典
像濾波;濾像
例句
Information Fusion. Image Filtering. Hybrid Filtering. Compositive Entropy.
信息融合。圖像濾波。混合濾波。合成熵。
A digital image filtering algorithm of local cluster averaging is described.
本文提出了一種局部集群平均數字圖象濾波算法。
The size of filtering window has obvious impact on the effect of SAR image filtering.
濾波窗口大小的選擇直接影響SAR圖像濾波的效果。
Based on the extremum median filter, an auto-adaptive image filtering algorithm is proposed.
在已有極值中值的濾波算法的基礎上,提出一種自適應濾波算法。
Image filtering based on SVD favors the denoising in the line (horizontal) and column (vertical) direction.
基于奇異值分解濾波可以有效地分析水平(垂直)方向的圖像特性。
專業解析
圖像濾波(Image Filtering) 是數字圖像處理中的一項基礎且核心的技術,指通過特定的數學運算(通常基于一個稱為“濾波器”或“内核/卷積核”的小矩陣)來修改輸入圖像的像素值,從而産生輸出圖像的過程。其核心目的是有選擇性地增強、抑制、提取或修改圖像的某些特征或信息。
詳細解釋如下:
-
目的與作用:
- 降噪: 去除圖像中由傳感器、傳輸或環境引入的隨機噪聲(如高斯噪聲、椒鹽噪聲),使圖像更清晰。例如,均值濾波、高斯濾波、中值濾波常用于此目的。
- 平滑/模糊: 減少圖像中的微小細節或銳利邊緣,使圖像整體看起來更柔和。常用于預處理或美學效果。高斯濾波是典型的平滑濾波器。
- 銳化: 增強圖像的邊緣和細節,使圖像看起來更清晰、更突出。通過突出像素值之間的差異來實現,如拉普拉斯濾波、非銳化掩蔽等。
- 邊緣檢測: 識别圖像中亮度或顔色發生顯著變化的區域(即邊緣),這是圖像分割和物體識别的基礎。Sobel、Prewitt、Canny等算子都是基于濾波的邊緣檢測方法。
- 特征提取: 提取圖像中的特定模式或結構,如紋理、角點、斑點等。
- 增強: 改善圖像的視覺質量或突出特定信息,如對比度拉伸、直方圖均衡化(可視為一種非線性濾波)。
-
核心原理:
- 濾波通常在圖像的局部鄰域(如3x3, 5x5像素區域)上進行操作。
- 核心操作是卷積。濾波器(内核)在輸入圖像上滑動(逐行逐列)。在每個位置,内核覆蓋的像素值與内核中對應的權重值相乘,然後将所有乘積結果相加,得到輸出圖像中對應中心像素的新值。
- 卷積運算的數學表示為:
$$
(I * K)(x, y) = sum{i=-a}^{a} sum{j=-b}^{b} I(x+i, y+j) cdot K(i, j)
$$
其中 $I$ 是輸入圖像,$K$ 是大小為 $(2a+1) times (2b+1)$ 的卷積核,$(x, y)$ 是當前像素位置。
- 除了卷積,也存在基于排序的非線性濾波(如中值濾波)或頻域濾波(通過傅裡葉變換将圖像轉換到頻率域進行濾波操作)。
-
主要類型:
- 線性濾波: 輸出像素值是輸入鄰域像素值的線性加權和。卷積是線性濾波的主要實現方式。例如:均值濾波、高斯濾波、Sobel算子(用于邊緣檢測)。
- 非線性濾波: 輸出像素值不是鄰域像素的線性組合。例如:
- 中值濾波: 用鄰域像素值的中值代替中心像素值,對椒鹽噪聲特别有效。
- 最大值濾波/最小值濾波: 分别用鄰域最大值或最小值代替中心像素值,可用于形态學操作或特定噪聲去除。
- 雙邊濾波: 在平滑圖像的同時能較好保持邊緣,因為它同時考慮了像素空間位置的鄰近性和像素值的相似性。
-
應用領域:
- 計算機視覺: 預處理(降噪、增強)、特征檢測(邊緣、角點)、目标識别等。
- 醫學影像: MRI、CT、X光圖像的降噪、增強、結構分析。
- 遙感: 衛星/航拍圖像處理、特征提取。
- 攝影與圖像編輯: 銳化、模糊、特效添加。
- 視頻處理: 實時降噪、運動檢測。
- 工業檢測: 産品表面缺陷檢測、模式識别。
參考資料:
- MathWorks. Image Filtering. https://www.mathworks.com/help/images/image-filtering.html (權威數學計算與圖像處理軟件文檔)
- Wikipedia. Kernel (image processing). https://en.wikipedia.org/wiki/Kernel_(image_processing) (詳細解釋卷積核及其常見類型)
- Gonzalez, R. C., & Woods, R. E. Digital Image Processing. (經典教材,如第3章“Intensity Transformations and Spatial Filtering”) https://www.imageprocessingplace.com/DIP-3E/dip3e_main_page.htm (相關章節介紹空間濾波原理與算法)
- IEEE Xplore. Various research papers on image filtering techniques and applications. https://ieeexplore.ieee.org (搜索“image filtering”可找到大量最新研究論文,體現技術前沿與應用)
網絡擴展資料
"Image filtering"(圖像濾波)是數字圖像處理中的核心概念,指通過數學運算對圖像的像素值進行修改,以增強、提取或抑制某些特征。以下是詳細解釋:
1.基本定義
圖像濾波通過一個預定義的濾波器(或卷積核)在圖像上滑動,對局部像素進行加權計算,實現特定效果。例如:
2.常見類型
- 線性濾波:輸出像素是輸入鄰域的線性組合(如高斯濾波用于降噪)。
$$text{高斯核公式:} G(x,y) = frac{1}{2pisigma}e^{-frac{x+y}{2sigma}}$$
- 非線性濾波:基于非線性的像素關系(如中值濾波通過鄰域中值消除椒鹽噪聲)。
3.應用場景
- 醫學成像:增強X光片的骨骼結構。
- 計算機視覺:預處理步驟,如人臉檢測前的噪聲去除。
- 攝影後期:美顔濾鏡(平滑皮膚)、藝術效果(邊緣強化)。
4.技術原理
濾波通常通過卷積操作實現。例如,使用3×3的卷積核,每個新像素值為相鄰9個像素與核對應權重的乘積之和。
5.注意事項
- 濾波器尺寸和參數(如高斯濾波的$sigma$)會影響效果。
- 過度濾波可能導緻細節丢失或圖像模糊。
若需更深入的數學推導或代碼實現示例,可進一步說明具體應用方向。
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