【OpenCV】37 图像金字塔

本文介绍图像金字塔的概念,包括高斯金字塔的生成与反向生成,使用OpenCV的pyrUp和pyrDown函数实现图像的上采样和下采样,展示了如何通过代码构建和展示图像金字塔。

37 图像金字塔

代码

import cv2 as cv

def pyramid_down(pyramid_images):
    level = len(pyramid_images)
    print("level = ",level)
    for i in range(level-1, -1, -1):
        expand = cv.pyrUp(pyramid_images[i])
        cv.imshow("pyramid_down_"+str(i), expand)

def pyramid_up(image, level=2):
    temp = image.copy()
    # cv.imshow("input", image)
    pyramid_images = []
    for i in range(level):
        dst = cv.pyrDown(temp)
        pyramid_images.append(dst)
        cv.imshow("pyramid_up_" + str(i), dst)
        temp = dst.copy()
    return pyramid_images

src = cv.imread("../images/master.jpg")
cv.namedWindow("input", cv.WINDOW_AUTOSIZE)
cv.imshow("input", src)
# pyramid_up(src)
pyramid_down(pyramid_up(src))

cv.waitKey(0)
cv.destroyAllWindows()

实验结果

在这里插入图片描述

解释

图像金字塔是对一张输入图像先模糊再下采样为原来大小的1/4(宽高缩小一半)、不断重复模糊与下采样的过程就得到了不同分辨率的输出图像,叠加在一起就形成了图像金字塔、所以图像金字塔是图像的空间多分辨率存在形式。这里的模糊是指高斯模糊,所以这个方式生成的金字塔图像又称为高斯金字塔图像。高斯金字塔图像有两个基本操作
reduce 是从原图生成高斯金字塔图像、生成一系列低分辨图像
expand是从高斯金字塔图像反向生成高分辨率图像

规则:

  1. 图像金字塔在redude过程或者expand过程中必须是逐层
  2. reduce过程中每一层都是前一层的1/4

pyrUp()函数形式如下:

dst = cv.pyrUp( src[, dst[, dstsize[, borderType]]] )

功能:图像金字塔向上采样,图像尺寸加倍(向上是针对尺寸而言的,刚好和金字塔方向相反,注意别搞混了)。

参数:

  • src:输入图像。
  • dst:输出图像。
  • dstsize:输出图像大小
  • borderType:边界填充类型

pyrDown()函数形式如下:

dst	= cv.pyrDown( src[, dst[, dstsize[, borderType]]] )

功能:图像金字塔向下采样,图像尺寸减半(向下是针对尺寸而言的,刚好和金字塔方向相反,注意别搞混了)。

参数:

  • src:输入图像。
  • dst:输出图像。
  • dstsize:输出图像大小
  • borderType:边界填充类型

所有内容均来源于贾志刚老师的知识星球——OpenCV研习社,本文为个人整理学习,已获得贾老师授权,有兴趣、有能力的可以加入贾老师的知识星球进行深入学习。
在这里插入图片描述

通过短时倒谱(Cepstrogram)计算进行时-倒频分析研究(Matlab代码实现)内容概要:本文主要介绍了一项关于短时倒谱(Cepstrogram)计算在时-倒频分析中的研究,并提供了相应的Matlab代码实现。通过短时倒谱分析方法,能够有效提取信号在时间与倒频率域的特征,适用于语音、机械振动、生物医学等领域的信号处理与故障诊断。文中阐述了倒谱分析的基本原理、短时倒谱的计算流程及其在实际工程中的应用价值,展示了如何利用Matlab进行时-倒频图的可视化与分析,帮助研究人员深入理解非平稳信号的周期性成分与谐波结构。; 适合人群:具备一定信号处理基础,熟悉Matlab编程,从事电子信息、机械工程、生物医学或通信等相关领域科研工作的研究生、工程师及科研人员。; 使用场景及目标:①掌握倒谱分析与短时倒谱的基本理论及其与傅里叶变换的关系;②学习如何用Matlab实现Cepstrogram并应用于实际信号的周期性特征提取与故障诊断;③为语音识别、机械设备状态监测、振动信号分析等研究提供技术支持与方法参考; 阅读建议:建议读者结合提供的Matlab代码进行实践操作,先理解倒谱的基本概念再逐步实现短时倒谱分析,注意参数设置如窗长、重叠率等对结果的影响,同时可将该方法与其他时频分析方法(如STFT、小波变换)进行对比,以提升对信号特征的理解能力。
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