『OpenCV3』濾波器實現及使用濾波器降噪

一、濾波器實現

我們實現這樣一個基於拉普拉斯算子的濾波器核心，並使用它進行濾波，這可以做到銳化圖像的效果，

0	-1	0
-1	5	-1
0	-1	0

首先我們完全手動的進行濾波，依賴指針操作，

void sharpen(const cv::Mat &image, cv::Mat &result) {
	result.create(image.size(), image.type());
	std::cout << image.size() << std::endl;
	int col = image.cols;
	int row = image.rows;
	int channels = image.channels();
	
	for (int i = 1; i < row - 1; i++ ) {
		// 必須添加const，因為image是const的
		const uchar* previous_row = image.ptr<uchar>(i - 1);
		const uchar* current_row = image.ptr<uchar>(i);
		const uchar* next_row = image.ptr<uchar>(i + 1);

		uchar* out_line = result.ptr<uchar>(i);
		for (int j = channels; j < (col - 1)*channels; j++) {
			// cv::saturate_cast<uchar>將輸入截斷在0到255
			*out_line++ = cv::saturate_cast<uchar>(
				5 * current_row[j] - current_row[j - channels] - current_row[j + channels]
				- previous_row[j] - next_row[j]);
		}
	}
	result.row(0).setTo(cv::Scalar(0,0,0));
	result.row(row - 1).setTo(cv::Scalar(0, 0, 0));
	result.col(0).setTo(cv::Scalar(0, 0, 0));
	result.col(col - 1).setTo(cv::Scalar(0,0,0));
}

OpenCV提供了cv::filter2D函數，當我們指定濾波核（一個Mat格式數據）可以自動代我們完成循環過程，依賴API實現本函數如下：

void sharpen2D(const cv::Mat image, cv::Mat &result) {
	cv::Mat kernel(3, 3, CV_32F, cv::Scalar(0));
	kernel.at<float>(1, 1) = 5;
	kernel.at<float>(0, 1) = -1;
	kernel.at<float>(1, 0) = -1;
	kernel.at<float>(2, 1) = -1;
	kernel.at<float>(1, 2) = -1;
	cv::filter2D(image, result, image.depth(), kernel);
}

對兩個版本函數都進行調用，

	cv::Mat image = cv::imread("test.jpg");
	std::cout << (int)image.data << std::endl;

	// 自行銳化濾波
	cv::Mat image1;
	sharpen(image, image1);
	show(image1, "銳化");
	cv::Mat image2;
	sharpen2D(image, image2);
	show(image2, "API銳化");

查看輸出（可右鍵查看大圖），

原圖如下：

二、高斯濾波

OpenCV將大部分常用濾波函數進行封裝，資料很多，自行查閱。其中高斯核函數多提一句，它是可拆分核函數，一個二維核可以拆解為兩個一維核，我們既可以這樣調用:

cv::GaussianBlur(
	image,
	result,
	cv::Size(5, 5),  // 窗口大小
	1.5  // sigma
);

也可以這樣調用，

cv::Mat gauss = cv::getGaussianKernel(5, 1.5, CV_32F);
cv::sepFilter2D(image, result, -1, gauss, gauss);  // -1代表輸入圖深度
cv::imshow("雙一維高斯濾波", result);

結果一樣，