Размер прямоугольного фильтра по отношению к сигме фильтра Гаусса

Чтобы оценить влияние на производительность (как с точки зрения вычислений, так и с точки зрения качества) использования ящичного фильтра / среднего фильтра по сравнению с гауссовым фильтром, мне интересно, существует ли правильная связь между размером ящичного фильтра и сигмой Гауссовский фильтр с «эквивалентным» сглаживанием.

Чтобы быть более конкретным, мне нужно сравнить разницу между субдискретизацией изображения в два раза с использованием прямоугольного фильтра 2x2 и использования эквивалентного гауссовского фильтра, который учитывал бы более 4 выборок.

У меня есть две идеи, как к этому подойти:

  • поиск эквивалентной сигмы путем минимизации квадратов разницы между функцией ящика и гауссовой функцией
  • сделать то же самое в пространстве Фурье (прямоугольный фильтр будет преобразован в фильтр sinc)

Более того, я не совсем уверен, как объединить дискретное пространство, в котором мы здесь живем. Является ли соответствующий гауссовский фильтр просто тем, у которого веса четырех ближайших отсчетов наиболее близки к 1/4?


person Jack White    schedule 11.02.2016    source источник
comment
Эта статья Питера Ковеси может быть полезна. Он показывает, как приблизить размытие по Гауссу с помощью серии прямоугольных фильтров. Также были выведены некоторые математические зависимости между размером прямоугольного фильтра и соответствующей сигмой для гауссовского: peterkovesi.com/papers/FastGaussianSmoothing.pdf   -  person rayryeng    schedule 12.02.2016
comment
Спасибо, это именно то, что я искал. Если вы потратите время на то, чтобы сформулировать ответ, я с радостью его приму. По сути, уравнение (1) из статьи было всем, что мне было нужно.   -  person Jack White    schedule 12.02.2016
comment
Я обязательно сформулирую один. Спасибо!   -  person rayryeng    schedule 12.02.2016


Ответы (1)


Следующая статья Питера Ковеси представляет собой полезную справочную информацию: http://www.peterkovesi.com/paper/FastGaussianSmoothing.pdf. Я позволю вам пройти математические выводы самостоятельно, но, по сути, связь между шириной среднего / прямоугольного фильтра и стандартным отклонением гауссовского фильтра может быть найдена следующим соотношением:

введите описание изображения здесь

В нем говорится, что с учетом прямоугольного / среднего фильтра ширины w x w эквивалентное стандартное отклонение, применяемое для достижения примерно того же эффекта при использовании размытия по Гауссу, может быть найдено с помощью приведенного выше математического соотношения.

person rayryeng    schedule 12.02.2016