19、使用运动放大相机捕捉心跳：图像金字塔与Lazy Eyes应用实现

使用运动放大相机捕捉心跳：图像金字塔与Lazy Eyes应用实现

1. 图像金字塔合成图像

在全分辨率视频流上运行快速傅里叶变换（FFT）速度较慢，且得到的频率可能反映每个捕获像素的局部现象，导致运动图（对频率进行滤波并应用逆快速傅里叶变换（IFFT）的结果）可能出现噪声且过于尖锐。为解决这些问题，需要一种廉价、模糊的下采样技术，同时也希望能够增强对运动感知很重要的边缘。

• 高斯图像金字塔 ：满足了模糊下采样的需求。高斯滤波器通过使每个输出像素成为邻域中多个输入像素的加权平均值来模糊图像。图像金字塔是一系列图像，其中每个图像的宽度和高度是前一个图像的一部分，通常为一半。图像尺寸的减半通过抽取实现，即简单地省略每隔一个像素。高斯图像金字塔是在每次抽取操作之前应用高斯滤波器构建的。
• 拉普拉斯图像金字塔 ：用于增强下采样图像中的边缘。假设已经构建了高斯图像金字塔，取高斯金字塔中第i + 1级的图像，通过复制像素进行上采样，然后再次应用高斯滤波器。接着从高斯金字塔中第i级的图像中减去该结果，以生成拉普拉斯金字塔中第i级的相应图像。因此，拉普拉斯图像是模糊的下采样图像与经过两次下采样和一次上采样后更模糊的图像之间的差异。由于边缘是局部对比度区域，非边缘是局部均匀区域，模糊均匀区域时差异为零，而模糊对比区域时差异不为零，所以这种差异可用于查找边缘。

在合成图像时，除了使用图像金字塔对FFT的输入进行下采样，还可以对IFFT输出的最新帧进行上采样，以创建与原始相机图像大小匹配的叠加层，从而将两者合成。OpenCV实现了相关的下采样和上采样函数 cv2.py