Bilateral Filter

最近看论文,涉及到Bilateral Filter 的学习,结合以下两篇博文
参考博客:
bilateral filter双边滤波器的通俗理解
Bilateral Filter
1、简介
双边滤波(Bilateral filter)是一种非线性的滤波,即可以在去噪的同时,保护图像的边缘特性。
一般的 filter满足如下公式:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
这样的filter用于图像去噪(如中值滤波,高斯滤波,维纳滤波等等 ),有一个缺点:每个点受邻居的影响是一样的,即使它跟邻居像素可能差得比较多,也会被邻居“同化”(举个例子:边缘被“和谐”掉了)。
于是有了Bilateral Filter,其公式如下:
在这里插入图片描述
其中的新加的s(f,f)也是权值,只不过是颜色信息.

2、数学原理介绍
Bilateral Filter双边滤波器,去噪的同时还能够很好的保存边缘(Edge Preserve),是由于其滤波器的核由两个函数生成:空间域核值域核
2.1 空间域核
由像素位置欧式距离决定:
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2.2 值域核:
由像素值的差值决定:
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2.3 上述两个模板相乘就得到了双边滤波器的模板权值:
在这里插入图片描述
其数据公式:
在这里插入图片描述
3、双边滤波(Bilateral filter)理解
双边滤波(Bilateral filter)其综合了高斯滤波器(Gaussian Filter)和α-截尾均值滤波器(Alpha-Trimmed mean Filter)的特点,同时考虑了空间域与值域的差别。
高斯滤波器只考虑像素间的欧式距离,其使用的模板系数随着和窗口中心的距离增大而减小;α-截尾均值滤波器则只考虑了像素灰度值之间的差值,去掉α%的最小值和最大值后再计算均值。
3.1 从权重理解
空域权重:衡量的是 p,q 两点之间的距离,距离越远权重越低;
**值域权重:**衡量的是 p,q两点之间的像素值相似程度,越相似权重越大
3.2 从区域理解
**在平坦区域,**临近像素的像素值的差值较小,对应值域权重接近于1,此时空域权重起主要作用,相当于直接对此区域进行高斯模糊。因此,平坦区域相当于进行高斯模糊。
在边缘区域,临近像素的像素值的差值较大,对应值域权重接近于0,导致此处核函数下降,当前像素受到的影响就越小,从而保持了原始图像的边缘的细节信息。

4、思考:
如果将Bilateral Filter 当中的空间域核中的高斯核函数改为均值核函数,可以减少参数的以达到降低计算难度,但会导致其他问题吗?

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