草庐IT

c++ - 具有 FFT 问题的高斯模糊

coder 2024-02-07 原文

我有一个使用常规卷积的高斯模糊的当前实现。它对于小内核来说足够有效，但是一旦内核大小变大一点，性能就会受到影响。所以，我正在考虑使用 FFT 实现卷积。我从来没有任何与 FFT 相关的图像处理经验，所以我有几个问题。

  1. 基于二维 FFT 的卷积是否也可分为两个一维卷积？

    • 如果为真，它是不是像这样 - 对每一行进行一维 FFT，然后对每一列进行一维 FFT，然后乘以二维内核，然后对每一列进行逆变换，对每一行进行逆变换？或者我是否必须在每次 1D FFT 变换后与 1D 内核相乘？

  2. 现在我明白内核大小应该与图像(一维情况下的行)大小相同。但它将如何影响边缘？我是否必须用零填充图像边缘？如果是这样，内核大小应该等于填充之前或之后的图像大小？

此外，这是一个 C++ 项目，我计划使用 kissFFT，因为这是一个商业项目。欢迎您提出任何更好的选择。谢谢。

编辑:感谢您的回复，但我还有几个问题。

  1. 我看到输入图像的虚部全为零。但是输出虚部也会为零吗？我是否必须将高斯核乘以实部和虚部？

  2. 我有同一张图片在不同比例下被模糊的实例，即同一张图片被缩放到不同的尺寸并在不同的内核尺寸下被模糊。每次缩放图像时都必须执行 FFT 还是可以使用相同的 FFT？

  3. 最后，如果我想可视化 FFT，我知道必须对 FFT 应用对数滤波器。但是我真的不知道应该使用哪一部分来可视化 FFT？实部还是虚部。

  4. 同样对于尺寸为 512x512 的图像，实部和虚部的大小是多少。它们的长度相同吗？

再次感谢您详细的回复。

最佳答案

  1. 2-D FFT 是可分离的，除了您必须乘以 2D 内核的 2-D FFT 之外，您在如何执行它方面是正确的。如果您使用的是 kissfft，执行 2-D FFT 的更简单方法是使用 kissfft 包的工具目录中的 kiss_fftnd。这将进行多维 FFT。

  2. 内核大小不必是任何特定大小。如果内核小于图像，则只需在执行 2-D FFT 之前将零填充到图像大小。您还应该对图像边缘进行零填充，因为在频域中通过乘法执行的卷积实际上是循环卷积，结果在边缘环绕。

总结一下(假设图像大小为 M x N):

  1. 提出任意大小 (U x V) 的二维内核
  2. 将内核零填充到 (M+U-1) x (N+V-1)
  3. 获取内核的二维 fft
  4. 将图像零填充到 (M+U-1) x (N+V-1)
  5. 对图像进行二维 FFT
  6. 将内核的 FFT 乘以图像的 FFT
  7. 对结果进行逆二维 FFT
  8. 修剪掉边缘的垃圾

如果您在不同的图像上多次执行相同的过滤器，则不必每次都执行 1-3 次。

注意:内核大小必须相当大，这样才能比直接计算卷积更快。此外，您是否利用二维高斯滤波器可分离这一事实实现了直接卷积(see this“力学”部分的几段)？也就是说，您可以在行上执行二维卷积，然后在列上执行一维卷积。我发现这比大多数基于 FFT 的方法更快，除非内核非常大。

对编辑的回应

  1. 如果输入是真实的，除了极少数情况外，输出仍然是复杂的。高斯核的 FFT 也很复杂，因此乘法必须是复数乘法。当您执行逆 FFT 时，输出应该是真实的，因为您的输入图像和内核是真实的。输出将以复数数组的形式返回，但虚部应为零或非常小(浮点误差)，可以舍弃。

  2. 如果您使用相同的图像，您可以重复使用图像 FFT，但您需要根据最大的内核大小进行零填充。您将必须计算所有不同内核的 FFT。

  3. 为了可视化，应该使用复数输出的幅度。当较大的分量会以线性比例淹没它们时，对数刻度仅有助于可视化输出的较小分量。 Decibel scale 经常被使用并且由等效的 20*log10(abs(x)) 或 10*log10(x*x') 给出。 (x 是复数 fft 输出，x' 是 x 的复数共轭)。

  4. FFT 的输入和输出大小相同。此外，实部和虚部的大小将相同，因为一个实部和一个虚部形成一个样本。

关于c++ - 具有 FFT 问题的高斯模糊，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/7078935/

amp43FFTli的c++image-processingconvolutionkissfft

有关c++ - 具有 FFT 问题的高斯模糊的更多相关文章

  1. ruby - 具有身份验证的私有(private) Ruby Gem 服务器 - 2

    我想安装一个带有一些身份验证的私有(private)Rubygem服务器。我希望能够使用公共(public)Ubuntu服务器托管内部gem。我读到了http://docs.rubygems.org/read/chapter/18.但是那个没有身份验证-如我所见。然后我读到了https://github.com/cwninja/geminabox.但是当我使用基本身份验证(他们在他们的Wiki中有)时，它会提示从我的服务器获取源。所以。如何制作带有身份验证的私有(private)Rubygem服务器？这是不可能的吗？谢谢。编辑:Geminabox问题。我尝试“捆绑”以安装新的gem..

  2. ruby - 在 64 位 Snow Leopard 上使用 rvm、postgres 9.0、ruby 1.9.2-p136 安装 pg gem 时出现问题 - 2

    我想为Heroku构建一个Rails3应用程序。他们使用Postgres作为他们的数据库，所以我通过MacPorts安装了postgres9.0。现在我需要一个postgresgem并且共识是出于性能原因你想要pggem。但是我对我得到的错误感到非常困惑当我尝试在rvm下通过geminstall安装pg时。我已经非常明确地指定了所有postgres目录的位置可以找到但仍然无法完成安装:$envARCHFLAGS='-archx86_64'geminstallpg--\--with-pg-config=/opt/local/var/db/postgresql90/defaultdb/po

  3. ruby - 通过 rvm 升级 ruby​​gems 的问题 - 2

    尝试通过RVM将RubyGems升级到版本1.8.10并出现此错误:$rvmrubygemslatestRemovingoldRubygemsfiles...Installingrubygems-1.8.10forruby-1.9.2-p180...ERROR:Errorrunning'GEM_PATH="/Users/foo/.rvm/gems/ruby-1.9.2-p180:/Users/foo/.rvm/gems/ruby-1.9.2-p180@global:/Users/foo/.rvm/gems/ruby-1.9.2-p180:/Users/foo/.rvm/gems/rub

  4. ruby-on-rails - 如何优雅地重启 thin + nginx？ - 2

    我的瘦服务器配置了nginx，我的ROR应用程序正在它们上运行。在我发布代码更新时运行thinrestart会给我的应用程序带来一些停机时间。我试图弄清楚如何优雅地重启正在运行的Thin实例，但找不到好的解决方案。有没有人能做到这一点？ 最佳答案 #Restartjustthethinserverdescribedbythatconfigsudothin-C/etc/thin/mysite.ymlrestartNginx将继续运行并代理请求。如果您将Nginx设置为使用多个上游服务器，例如server{listen80;server

  5. ruby - 通过 RVM (OSX Mountain Lion) 安装 Ruby 2.0.0-p247 时遇到问题 - 2

    我的最终目标是安装当前版本的RubyonRails。我在OSXMountainLion上运行。到目前为止，这是我的过程:已安装的RVM$\curl-Lhttps://get.rvm.io|bash-sstable检查已知(我假设已批准)安装$rvmlistknown我看到当前的稳定版本可用[ruby-]2.0.0[-p247]输入命令安装$rvminstall2.0.0-p247注意:我也试过这些安装命令$rvminstallruby-2.0.0-p247$rvminstallruby=2.0.0-p247我很快就无处可去了。结果:$rvminstall2.0.0-p247Search

  6. ruby - Fast-stemmer 安装问题 - 2

    由于fast-stemmer的问题，我很难安装我想要的任何ruby​​gem。我把我得到的错误放在下面。Buildingnativeextensions.Thiscouldtakeawhile...ERROR:Errorinstallingfast-stemmer:ERROR:Failedtobuildgemnativeextension./System/Library/Frameworks/Ruby.framework/Versions/2.0/usr/bin/rubyextconf.rbcreatingMakefilemake"DESTDIR="cleanmake"DESTDIR=

  7. ruby - 安装 Ruby 时遇到问题(无法下载资源 "readline--patch") - 2

    当我尝试安装Ruby时遇到此错误。我试过查看this和this但无济于事➜~brewinstallrubyWarning:YouareusingOSX10.12.Wedonotprovidesupportforthispre-releaseversion.Youmayencounterbuildfailuresorotherbreakages.Pleasecreatepull-requestsinsteadoffilingissues.==>Installingdependenciesforruby:readline,libyaml,makedepend==>Installingrub

  8. java - 从 JRuby 调用 Java 类的问题 - 2

    我正在尝试使用boilerpipe来自JRuby。我看过guide从JRuby调用Java，并成功地将它与另一个Java包一起使用，但无法弄清楚为什么同样的东西不能用于boilerpipe。我正在尝试基本上从JRuby中执行与此Java等效的操作:URLurl=newURL("http://www.example.com/some-location/index.html");Stringtext=ArticleExtractor.INSTANCE.getText(url);在JRuby中试过这个:require'java'url=java.net.URL.new("http://www

  9. ruby-on-rails - 简单的 Ruby on Rails 问题——如何将评论附加到用户和文章？ - 2

    我意识到这可能是一个非常基本的问题，但我现在已经花了几天时间回过头来解决这个问题，但出于某种原因，Google就是没有帮助我。(我认为部分问题在于我是一个初学者，我不知道该问什么......)我也看过O'Reilly的RubyCookbook和RailsAPI，但我仍然停留在这个问题上.我找到了一些关于多态关系的信息，但它似乎不是我需要的(尽管如果我错了请告诉我)。我正在尝试调整MichaelHartl'stutorial创建一个包含用户、文章和评论的博客应用程序(不使用脚手架)。我希望评论既属于用户又属于文章。我的主要问题是:我不知道如何将当前文章的ID放入评论Controller。

  10. ruby-on-rails - Rails 3.1 中具有相同形式的多个模型？ - 2

    我正在使用Rails3.1并在一个论坛上工作。我有一个名为Topic的模型，每个模型都有许多Post。当用户创建新主题时，他们也应该创建第一个Post。但是，我不确定如何以相同的形式执行此操作。这是我的代码:classTopic:destroyaccepts_nested_attributes_for:postsvalidates_presence_of:titleendclassPost...但这似乎不起作用。有什么想法吗？谢谢! 最佳答案 @Pablo的回答似乎有你需要的一切。但更具体地说...首先改变你View中的这一行对此#

随机推荐