图像金字塔

图像金字塔
即:不同尺寸的系列图像组成的集合。因为图像尺寸以2为倍数进行变化,排列起来很像金字塔,因此称为图像金字塔。
不同的尺寸,对应的,就是不同的分辨率。
图像金字塔的应用
图像金字塔是人为构造出来的,针对同一原图像的不同尺度下的图集。可应用于图像分割、尺度不变性(SIFT等)。
图像分割:“关于图像金字塔非常重要的一个应用就是实现图像分割。图像分割的话,先要建立一个图像金字塔,然后在G_i和G_i+1的像素直接依照对应的关系,建立起”父与子“关系。而快速初始分割可以先在金字塔高层的低分辨率图像上完成,然后逐层对分割加以优化” ,参考自毛星云-OpenCV
图像分割,OpenCV提供了多种方法:金字塔分割算法cvPrySegmentation,分水岭分割算法以及均值漂移分割算法pyrMeanShiftFiltering。详见博客1,博客2,博客3。这可以成为一个专题,后续再整理,今天主要说说金字塔。
金字塔的分类
图像金字塔根据生成的原理不同,可以分为高斯金字塔、拉普拉斯金字塔,DOG金字塔。
高斯金字塔:由图像下采样得到,对应OpenCV函数pyrDown。首先对原图像进行高斯卷积处理,模糊原图像,然后去掉 偶数列和偶数行。
OpenCV函数pyrUp:对于下采样得到的图像,增加偶数行和偶数列,并置为0。使用下采样时的高斯核×4,进行卷积处理,得到复原后的原图。pyrDown和pyrUp是高斯金字塔的操作。(严格的说,降采样pyrDown得到高斯金字塔;上采样pyrUp与高斯金字塔没有必然联系,也可以对任意图像进行该操作。)
拉普拉斯金字塔:原图(高斯金字塔中的图)与pyrUp得到的复原图的差值。该金字塔需要根据高斯金字塔得到,具体怎么配合高斯金字塔使用,后续整理。
DOG金字塔:高斯金字塔同一尺寸,根据高斯核中标准差σ的不同,可以形成多个不同模糊程度的图像,相邻两层的差值即构成DOG金字塔。详见博客4。(注意该文章中:S 指每个尺度下需要采集S层的特征点;s是指实际每一尺寸下,需要准备的高斯滤波后图像的数量;)
具体的,这些不同金字塔的作用、特性及优势,以及应用的算法、场景,后续整理。
图像缩放:OpenCV中,可以使用上下采样的方式pyrDown和pyrUp ,也可以使用插值resize。但是resize采用不同的插值参数/方法,得到的效果不同。详见毛星云-OpenCV

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