关于参数:用于图像高斯滤波的最佳sigma?

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关于参数:用于图像高斯滤波的最佳sigma?

2024-07-10 08:14| 来源: 网络整理| 查看: 265

当对图像应用高斯模糊时,通常sigma是一个参数(示例包括Matlab和ImageJ)。

一个人怎么知道西格玛是什么? 有没有一种数学方法可以找出最佳的sigma? 就我而言,我的图像中有一些物体比背景明亮,我需要通过计算找到它们。 我将应用高斯滤镜以使这些对象的中心更加明亮,希望可以帮助找到它们。 如何确定最佳的sigma?

没有公式可以为您确定;最佳sigma将取决于图像因素-主要是图像的分辨率和图像中对象的大小(以像素为单位)。

另外,请注意,高斯滤波器实际上并不是要照亮任何东西。您可能需要研究对比度最大化技术-听起来像直方图拉伸这样简单的事情对您来说很有效。

编辑:更多解释-sigma基本控制内核功能的"胖度";较高的sigma值会在较大的半径上模糊。由于您正在使用图像,因此较大的sigma也会迫使您使用较大的内核矩阵来捕获足够的函数能量。对于您的特定情况,您希望内核足够大以覆盖大多数对象(以便足够模糊),但又不要太大以至于它一次开始重叠多个相邻对象-因此,实际上,对象分离也是因素与大小。

自从您提到MATLAB以来,您可以使用fspecial('gaussian', hsize, sigma)函数查看具有不同参数的各种高斯内核,其中hsize是内核的大小,sigma是sigma。尝试更改参数以查看其变化。

相关讨论 @tzaman:您能否进一步说明最佳sigma如何取决于图像的分辨率和我的对象的大小(以像素为单位)?或者如果可以的话,将我指向阅读方向。多数民众赞成正是我在寻找。另外,我对提亮也miss之以鼻;我的意思是说我希望我的物体的中心对其他所有事物都相对明亮。 @hatorade:我扩大了答案;希望它能使事情澄清。 @tzaman:在网站(imaging.mrc-cbu.cam.ac.uk/imaging/PrinciplesSmoothing)上,我读到"半高全宽(FWHM)"度量值包含一个方程式。这个概念对内核有用吗?如在ImageJ或Matlab中一样,内核的" FWHM"是否以相同的方式与sigma相关?我问的原因是因为通常参数是内核尺寸和sigma,但我一直在阅读sigma会影响内核大小... @hatorade:是的-从本质上讲,FWHM是一种衡量函数本身"扩展"的方法。因此对于更高的sigma,它会更大。例如,您可以使用它来帮助确定给定内核的矩阵大小。从某种意义上讲,您可以分别选择尺寸和sigma,但实际上,尺寸必须与sigma绑定才能有意义-它必须足够大才能保留曲线的形状;如果将其截断太多,它将不再是高斯模糊,或多或少会变成简单的平均滤波器。 @tzaman:对。您知道法线曲线底部的宽度是否存在方程式,而不是最大值的一半吗?本质上,我知道我想要内核有多大,但是我不知道如何从中计算sigma(因此从内核大小-> sigma而不是sigma->内核大小开始) @hatorade:高斯人本质上是无限的,尽管随着您走得更远它们会下降到微不足道的值,因此底宽没有"限制"。 FWHM的两倍或类似的声音听起来很合理。同样,即使在特定的内核大小下,您也可以有意义地改变sigma(对于任何给定的内核,都没有"最佳的sigma")-将其视为将这些尺寸的盒式滤波器乘以高斯滤波器。

我使用此约定作为经验法则。如果k是内核的大小,则比sigma =(k-1)/ 6。这是因为99%高斯pdf的长度为6sigma。

相关讨论 是的,但是我建议采取相反的方法:首先确定最佳的sigma,然后找到内核的大小,使其包含6 sigma。这是因为内核大小是离散量(以2为步长递增,而sigma是连续变量,因此可以进行更精细的调整。k=2*ceil(3*sigma)+1。 @CrisLuengo很有道理

您必须找到函数G的最小/最大值,使得G(X,sigma)其中X是您的一组观测值(在您的情况下,您的图像灰度值),该函数可以是任何保持"阶数"的函数例如,可以使用图像的一阶导数(如G)来完成

1234fil = fspecial('sobel'); im = imfilter(I,fil); imagesc(im); colormap = gray;

这将为您提供图像一阶导数的结果,现在您要通过 最大化G(X,sigma),这意味着您要尝试几个sigma(以递增的顺序),直到达到使G最大化的sigma。这也可以用二阶导数完成。



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