我知道高斯拉普拉斯滤波器可以用高斯差滤波器来近似,并且对于最佳近似,两个西格玛的比率应为1:1.6。但是,我不确定高斯差异中的两个sigma与高斯的拉普拉斯算子的sigma有何关系。前者中较小的sigma是否等于后者中的sigma?是更大的西格玛吗?还是这种关系呢?

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>我了解高斯拉普拉斯滤波器可以用高斯差分滤波器来近似,并且对于最佳近似而言,后者的两个西格玛之比应为1:1.6。对不起,您知道什么参考?

嗨,我认为这个问题适合这里-area51.stackexchange.com/proposals/86832/…这也将支持社区。谢谢。

#1 楼


我知道高斯拉普拉斯滤波器可以用高斯差分滤波器来近似,并且对于最佳近似,两个西格玛的比率应为1:1.6


从理论上讲,两个西格玛之间的比率越小,近似值越好。在实践中,有时会出现数值误差,但是只要使用浮点数,小于1.6的值将为您提供更好的近似值。

为了说明这一点,在Mathematica中绘制了一些k值的LoG和DoG的横截面:



如您所见,k = 1.6不是理想的近似值。例如,k = 1.1会给出更接近的近似值。

但是您通常要计算一定范围的sigma的LoG近似值。 (否则,为什么还要打扰DoG逼近?计算单个LoG滤波图像并不比计算单个DoG滤波图像更昂贵。)因此,通常选择k的值,以便可以计算一系列高斯滤波σ为s,sk,sk ^ 2,s * k ^ 3 ...的图像,然后计算相邻高斯之间的差。因此,如果选择较小的k,则对于相同的sigma范围,必须计算出更多的高斯“层”。 k = 1.6是需要近似近似与不想计算太多不同的高斯之间的折衷选择。高斯人与高斯的拉普拉斯人的总和有关。前者中较小的sigma是否等于后者中的sigma?


从链接到的Wiki页面@Libor上的公式中,您可以看到$ t = \ sigma ^ 2 $,因此对于某些sigma而言,近似LoG,则需要两个高斯。与sigmas $ \ sqrt {\ sigma ^ 2 + \ text {$ \ Delta $ t}} $和$ \ sqrt {\ sigma ^ 2- \ text {$ \ Delta $ t}} $(至少在限制$ \ text {$ \ Delta $ t} \至0 $)。或者,以k表示:

$ \ sigma _ {\ text {Laplace}} = \ sigma \ sqrt {\ frac {1 + k ^ 2} {2}} $

评论


$ \ begingroup $
很抱歉,如果我错了,但是计算LoG确实比DoG昂贵得多,这不是吗?由于高斯可以分为2个1D滤波器,因此复杂度将是线性O(2n)而不是多项式O(n ^ 2)
$ \ endgroup $
–user1916182
2014年6月13日在21:42



$ \ begingroup $
@ user1916182:的确,LoG过滤器本身是不可分离的。但是DoG过滤器也不是。但是它们都是两个可分离滤波器的总和(DoG具有两个不同比例的高斯,LoG具有两个二阶高斯导数滤波器)。如果可以将两个高斯中的“较大者”用于下一刻度级别,则可以节省DoG的时间,因此与n * LoG刻度的2 * n高斯微分滤波器相比,您必须为n个刻度计算n + 1个高斯。 。
$ \ endgroup $
– Niki Estner
14年6月14日在7:20

#2 楼

也许这里的公式对您有帮助。

由于尺度空间表示满足扩散方程,因此可以将LoG计算为两个尺度空间切片之间的差。

因此推导DoG公式,我们首先用有限差分来近似LoG。我认为sigma的具体比率来自以下事实:首先采用单位比例尺近似LoG。

评论


$ \ begingroup $
谢谢,但是我已经看过了。他们似乎没有告诉我sigma还是k * sigma是与t参数相对应的值(该值与高斯方程的Laplacian的sigma值相同)。
$ \ endgroup $
–视觉动力学
2012年6月1日下午16:34

$ \ begingroup $
它介于两者之间:s 0时)的导数为(a + b)/ 2。但是,由于您没有采用k-> 1的限制,因此这只是一个近似值,您无法真正确定最佳的sigma(除非您确定特定的优化标准)。
$ \ endgroup $
–nimrodm
2012年6月2日7:25