双边滤波算法

Bilateral filter algorithm

本文关键字：算法      更新时间：2023-09-26

我试图在javascript中实现一个简单的双边过滤器。这是我目前想到的:

// For each pixel
for (var y = kernelSize; y < height-kernelSize; y++) {
    for (var x = kernelSize; x < width-kernelSize; x++) {
        var pixel = (y*width + x)*4;
        var sumWeight = 0;
        outputData[pixel] = 0;
        outputData[pixel+1] = 0;
        outputData[pixel+2] = 0;
        outputData[pixel+3] = inputData[pixel+3];
        // For each neighbouring pixel
        for(var i=-kernelSize; i<=kernelSize; i++) {
            for(var j=-kernelSize; j<=kernelSize; j++) {
                var kernel = ((y+i)*width+x+j)*4;
                var dist = Math.sqrt(i*i+j*j);
                var colourDist = Math.sqrt((inputData[kernel]-inputData[pixel])*(inputData[kernel]-inputData[pixel])+
                        (inputData[kernel+1]-inputData[pixel+1])*(inputData[kernel+1]-inputData[pixel+1])+
                        (inputData[kernel+2]-inputData[pixel+2])*(inputData[kernel+2]-inputData[pixel+2]));
                var curWeight = 1/(Math.exp(dist*dist/72)*Math.exp(colourDist*colourDist*8));
                sumWeight += curWeight;
                outputData[pixel] += curWeight*inputData[pixel];
                outputData[pixel+1] += curWeight*inputData[pixel+1];
                outputData[pixel+2] += curWeight*inputData[pixel+2];
            }
        }
        outputData[pixel] /= sumWeight;
        outputData[pixel+1] /= sumWeight;
        outputData[pixel+2] /= sumWeight;
    }
}

inputData来自html5画布对象，格式为rgba。我的图像要么没有变化，要么在边缘周围有黑色补丁，这取决于我如何改变这个公式:

var curWeight = 1/(Math.exp(dist*dist/72)*Math.exp(colourDist*colourDist*8));

不幸的是，我仍然是新的html/javascript和图像视觉算法，我的搜索已经提出了没有答案。我的猜测是curWeight的计算方式有问题。我哪里做错了?我应该先将输入图像转换为CIElab/hsv吗?

我不是javascript专家:RGB值是0..255吗?如果是这样，Math.exp(colourDist*colourDist*8)将产生非常大的值-你可能想要将colordist缩放到[0..1]的范围。

BTW:如果你只需要之后的平方距离，为什么还要计算dist和colourDist的sqrt ?

首先，你的图像在边缘变得黑色/奇怪，因为你没有过滤边缘。简短地看一下你的代码，你会发现你开始于(kernelSize,kernelSize)，结束于(width-kernelSize,height-kernelSize)——这意味着你只过滤了图像中一个较小的矩形，其中每边都有一个未过滤的kernelSize边距。在不知道你的javascript/html5的情况下，我会假设你的outputData数组被初始化为零(这意味着黑色)，然后不触摸它们会让它们变黑。查看我的链接，评论到你的帖子的代码，确实处理边缘。

除此之外，遵循@nikie的答案-你可能想确保颜色距离被限制在[0,1]的范围内-你可以通过添加colourDist = colourDist / (MAX_COMP * Math,sqrt(3))行来做到这一点(直接在第一行之后计算它)。其中MAX_COMP是图像中颜色分量的最大值(通常为255)

我发现了代码中的错误。问题是我将每个像素添加到自己而不是周围的邻居。我将把更正后的代码留在这里，以防有人需要双边过滤算法。

outputData[pixel] += curWeight*inputData[kernel];
outputData[pixel+1] += curWeight*inputData[kernel+1];
outputData[pixel+2] += curWeight*inputData[kernel+2];
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