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jsvascript圖像處理—(計算機視覺應用)圖像金字塔
編輯:關於JavaScript     
前言
上一篇文章,我們講解了邊緣梯度計算函數,這篇文章我們來了解圖像金字塔。

圖像金字塔?
圖像金字塔被廣泛用於計算機視覺應用中。
圖像金字塔是一個圖像集合,集合中所有的圖像都源於同一個原始圖像,而且是通過對原始圖像連續降采樣獲得的。

常見的圖像金字塔有下面兩種
•高斯金字塔(Gaussian pyramid): 用來向下采樣
•拉普拉斯金字塔(Laplacian pyramid): 用來從金字塔低層圖像重建上層未采樣圖像

高斯金字塔

Pyramid figure


類似金字塔一樣,高斯金字塔從底層原始圖逐漸向下采樣,越來越小。

那麼如何獲取下一層圖像呢?

首先,和高斯內核卷積:
\frac{1}{16} \begin{bmatrix} 1 & 4 & 6 & 4 & 1 \\ 4 & 16 & 24 & 16 & 4 \\ 6 & 24 & 36 & 24 & 6 \\ 4 & 16 & 24 & 16 & 4 \\ 1 & 4 & 6 & 4 & 1 \end{bmatrix} 
然後,將所有偶數行列刪掉。
可見,這樣下一級圖像約為上一級的1/4。

那麼向上變換如何變換呢?
首先先將圖片行列擴大為原來的兩倍,然後將添加的行列用0填充。
最後用剛剛的高斯內核乘以4後卷積。

高斯金字塔實現
復制代碼 代碼如下:
var pyrDown = function(__src, __dst){
__src || error(arguments.callee, IS_UNDEFINED_OR_NULL/* {line} */);
if(__src.type && __src.type == "CV_RGBA"){
var width = __src.col,
height = __src.row,
dWidth = ((width & 1) + width) / 2,
dHeight = ((height & 1) + height) / 2,
sData = __src.data,
dst = __dst || new Mat(dHeight, dWidth, CV_RGBA),
dstData = dst.data;
var withBorderMat = copyMakeBorder(__src, 2, 2, 0, 0),
mData = withBorderMat.data,
mWidth = withBorderMat.col;
var newValue, nowX, offsetY, offsetI, dOffsetI, i, j;
var kernel = [1, 4, 6, 4, 1,
, 16, 24, 16, 4,
, 24, 36, 24, 6,
, 16, 24, 16, 4,
, 4, 6, 4, 1
];
for(i = dHeight; i--;){
dOffsetI = i * dWidth;
for(j = dWidth; j--;){
for(c = 3; c--;){
newValue = 0;
for(y = 5; y--;){
offsetY = (y + i * 2) * mWidth * 4;
for(x = 5; x--;){
nowX = (x + j * 2) * 4 + c;
newValue += (mData[offsetY + nowX] * kernel[y * 5 + x]);
}
}
dstData[(j + dOffsetI) * 4 + c] = newValue / 256;
}
dstData[(j + dOffsetI) * 4 + 3] = mData[offsetY + 2 * mWidth * 4 + (j * 2 + 2) * 4 + 3];
}
}
}else{
error(arguments.callee, UNSPPORT_DATA_TYPE/* {line} */);
}
return dst;
};

dWidth = ((width & 1) + width) / 2,
dHeight = ((height & 1) + height) / 2
這裡面a & 1等同於a % 2,即求除以2的余數。
我們實現時候沒有按照上面的步驟,因為這樣子效率就低了,而是直接創建一個原矩陣1/4的矩陣,然後卷積時候跳過那些要被刪掉的行和列。

下面也一樣,創建後卷積,由於一些地方一定是0,所以實際卷積過程中,內核有些元素是被忽略的。
復制代碼 代碼如下:
var pyrUp = function(__src, __dst){
__src || error(arguments.callee, IS_UNDEFINED_OR_NULL/* {line} */);
if(__src.type && __src.type == "CV_RGBA"){
var width = __src.col,
height = __src.row,
dWidth = width * 2,
dHeight = height * 2,
sData = __src.data,
dst = __dst || new Mat(dHeight, dWidth, CV_RGBA),
dstData = dst.data;
var withBorderMat = copyMakeBorder(__src, 2, 2, 0, 0),
mData = withBorderMat.data,
mWidth = withBorderMat.col;
var newValue, nowX, offsetY, offsetI, dOffsetI, i, j;
var kernel = [1, 4, 6, 4, 1,
, 16, 24, 16, 4,
, 24, 36, 24, 6,
, 16, 24, 16, 4,
, 4, 6, 4, 1
];
for(i = dHeight; i--;){
dOffsetI = i * dWidth;
for(j = dWidth; j--;){
for(c = 3; c--;){
newValue = 0;
for(y = 2 + (i & 1); y--;){
offsetY = (y + ((i + 1) >> 1)) * mWidth * 4;
for(x = 2 + (j & 1); x--;){
nowX = (x + ((j + 1) >> 1)) * 4 + c;
newValue += (mData[offsetY + nowX] * kernel[(y * 2 + (i & 1 ^ 1)) * 5 + (x * 2 + (j & 1 ^ 1))]);
}
}
dstData[(j + dOffsetI) * 4 + c] = newValue / 64;
}
dstData[(j + dOffsetI) * 4 + 3] = mData[offsetY + 2 * mWidth * 4 + (((j + 1) >> 1) + 2) * 4 + 3];
}
}
}else{
error(arguments.callee, UNSPPORT_DATA_TYPE/* {line} */);
}
return dst;
};

效果圖

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