47、图像空间域增强处理技术详解

图像空间域增强处理技术详解

1. 引导滤波

引导滤波是一种具有边缘保留特性的线性可变滤波技术。在对输入图像 (I) 进行滤波时，需要一个引导图像 (G)，滤波结果输出到图像 (O)。引导滤波有两个主要目标：
- 目标一 ：使输出图像 (O) 逼近输入图像 (I)。可通过最小化两图像差值的 2 - 范数 (|O - I|) 来实现，即 (min|O - I|^2)。
- 目标二 ：让输出图像 (O) 的纹理特性接近引导图像 (G)。这可通过调整两图像的梯度值来达成，(k = \nabla O / \nabla G) 越大，(O) 就越平滑。对 (k = \nabla O / \nabla G) 两边积分可得 (O = aG + b)。

在实际操作中，会将图像划分为多个块。若每个块都满足上述两个目标表达式，就可求解出每个块中的 (a) 和 (b)，从而实现滤波。引导图像主要用于引导或约束滤波操作，常用的特征是纹理特征，常见应用包括图像平滑或局部区域提取（抠图）。

2. 空间域滤波器

2.1 空间滤波器概述

空间滤波器使用卷积模板和特定操作规则进行空间域滤波。模板大小可以是 (3×3)、(5×5)、(7×7)、(9×9) 像素等。

2.2 空间滤波器分类

根据功能和计算特性，空间域滤波技术可进行如下分类：
| 功能 | 线性操作 | 非线性操作 |
| ---- | ---- | ---- |
| 平滑 | 线性平滑滤波器 | 非线性平滑滤波器 |
| 锐化 |