15、图像滤波技术全解析

图像滤波技术全解析

在图像处理领域，滤波是一项至关重要的技术，它可以改善图像质量、提取图像特征以及实现各种特效。接下来，我们将深入探讨图像滤波的相关知识。

1. 图像操作中的滤波应用

在图像的可视化、映射和后处理等操作中，滤波都发挥着重要作用。
- 可视化 ：在可视化过程中，滤波器用于衰减采样图像中的高频分量。这有助于确保重建后的图像尽可能减少混叠现象，并避免其他缺陷。
- 映射 ：计算机图形学中使用的各种映射（如纹理映射、反射映射等）本质上是对要映射的纹理应用变形变换。在这个过程中，滤波器在映射图像的重采样（后续采样重建）中起着重要作用。
- 后处理 ：在合成图像的后处理中，滤波器有多种用途。例如，对图像进行重采样以调整其几何形状，将视频分辨率（如 512×512）的图像转换为更高分辨率和不同宽高比的 35mm 幻灯片；使用滤波器获得特殊效果，如使用低通滤波器可以营造出失焦图像的感觉，这在虚拟相机模型通常不考虑景深的情况下非常有用。

2. 滤波器的分类

滤波器可以根据图像空间的线性结构（线性与非线性）、使用的计算方法（统计与确定性）以及作用域（拓扑滤波器与幅度滤波器）进行分类。
- 线性滤波器 ：如果对应的算子 T 是线性的，即满足 (T(\lambda f) = \lambda T(f)) 和 (T(f + g) = T(f) + T(g))（其中 (\lambda) 是实数，(f) 和 (g) 是图像），则该滤波器为线性滤波器。从数学角度看，线性滤波器保留了图像