特征检测,第 2 部分:拉普拉斯和高斯运算符

拉普拉斯遇见高斯——边缘检测中两个算子的故事特征检测后,第 2 部分:拉普拉斯和高斯算子首先出现在《走向数据科学》上。

来源:走向数据科学

特征检测是计算机视觉的一个领域,专注于使用工具来检测图像中感兴趣的区域。大多数特征检测算法的一个重要方面是它们在底层不采用机器学习,这使得结果更容易解释,在某些情况下甚至更快。在本系列的上一篇文章中,我们了解了边缘 - 图像强度急剧变化的区域。边缘通常代表可以找到感兴趣对象的局部区域。

在本系列的上一篇文章中 边缘

例如,考虑一幅蓝天的图像,一架小飞机飞过它。除了包含平面与蓝天背景相交的小区域外,整个图像的强度差几乎为零。因此,我们可以使用图像导数或 Sobel 滤波器轻松检测平面所在的区域及其形状。

边缘位于像素强度发生显着变化的区域。在此示例中,可以在飞机和云的边界附近找到边缘。
换句话说,我们可以通过获取强度函数的一阶导数的最小/最大峰值来检测边缘,这由中间的图像表示。
我们可以通过获取强度函数的一阶导数的最小/最大峰值来检测边缘

第二图像导数

让我们回到前面提到的例子,问问自己,如果我们取二阶导数会发生什么?答案如下右图所示。在这种情况下,一阶导数的最小/最大峰值将对应于二阶导数的零点。

一阶导数的最小/最大峰值将对应于二阶导数的零点。 拉普拉斯运算符(OpenCV 文档)。
一般来说,图像边缘会产生非常尖锐的过零区域。

定义

拉普拉斯算子由以下公式正式定义:

拉普拉斯公式
拉普拉斯算子不提供有关边缘方向的信息。

离散近似