OpenCV(一)——高斯卷积核原理及代码实现

贴出getGaussianKernel源码

在smooth.cpp中

提示:Gaussian核基于 正态分布函数设计

μ是均值,σ^2是方差

正态函数(即一维Gaussian卷积核)如下

f(x) = \frac{1}{\sqrt{2 \pi } \sigma }exp(-\frac{(x - \mu) ^ 2}{2 \sigma^2})

二维卷积核通过对一维积分得到,并且μ = 0

g(x, y) = \frac{1}{2 \pi \sigma ^2}exp(-\frac{x ^ 2 + y ^2}{2 \sigma^2})

根据如下源码可知:sigma根据如下公式推得,其中ksize是卷积尺寸(方阵长或宽)

sigma = ((ksize-1)*0.5 – 1)*0.3 + 0.8。

但是注意的是该源码是在限制尺寸 1~7,设置sigma = 0就是使用如下代码的默认参数。

static const
### 高斯核卷积的实现与应用 #### 高斯核卷积简介 高斯核卷积是种常见的图像平滑技术,用于减少噪声并模糊图像。其核心在于使用二维高斯分布作为权重矩阵来加权平均邻域像素值。这有助于保留更多的低频信息而抑制高频成分。 #### Python中基于OpenCV库的高斯滤波器实现 为了在Python环境中执行高斯核卷积操作,可以依赖于`cv2.GaussianBlur()`方法[^1]: ```python import cv2 import numpy as np def apply_gaussian_blur(image_path, kernel_size=(5, 5), sigmaX=0): image = cv2.imread(image_path) blurred_image = cv2.GaussianBlur( src=image, ksize=kernel_size, sigmaX=sigmaX ) return blurred_image ``` 上述代码片段展示了如何加载张图片并通过指定内核大小以及标准差参数σ(sigmaX)来进行高斯模糊处理。当设置`sigmaX=0`时,函数会自动根据给定的窗口尺寸计算合适的σ值。 #### 应用场景——预处理阶段降噪 在机器学习项目特别是涉及计算机视觉的任务里,在数据准备环节运用高斯核卷积可有效降低随机噪声的影响,从而提高后续特征提取过程的质量和效率。例如,在车牌识别系统构建过程中,经过适当配置后的高斯滤镜可以帮助去除不必要的细节干扰,使得字符轮廓更加明显易于捕捉。 #### 结合SVM进行分类前的数据优化 对于某些特定类型的模式识别问题而言,先期对输入样本集实施合理的图像增强措施(比如这里提到的高斯平滑),往往能显著改善最终模型的表现效果。这是因为更干净整洁的画面有利于抽取更具代表性的属性向量供支持向量机(SVM)等监督式学习算法训练之用。
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