? ? ?這十年來(lái)，在圖像處理領(lǐng)域提出了很多新的圖像分析和處理方法，包括是自動(dòng)的以及一些需要有人工參與的，典型的比如stereo depth computations、image colorization、tone mapping of high dynamic range (HDR) images、?graph cuts ，這些算法都有著比較好的效果，但都普遍存在一個(gè)問(wèn)題：就是計(jì)算量特別大，很難滿足用戶的需求。而數(shù)字圖像在尺寸大小上的增長(zhǎng)速度這段時(shí)間也相當(dāng)驚人。還有個(gè)問(wèn)題就是有些算法需要解一個(gè)很大的稀疏矩陣方程，可能會(huì)大到系統(tǒng)的無(wú)法為接其過(guò)程分配足夠的內(nèi)存。因此，如果解決這兩個(gè)問(wèn)題，一個(gè)直觀而又簡(jiǎn)單的想法就是：先處理原圖下采樣的小圖，然后將處理后的結(jié)果在上采樣。

? ? ? 但是，如此處理存在的問(wèn)題就是上采樣算法會(huì)直接影響到處理效果。如果是純粹的最近鄰插值、或者是雙線性，抑或是三次立方等復(fù)雜點(diǎn)插值算法，都會(huì)使人感到效果失真。但是在這種情況下的我們實(shí)際上比簡(jiǎn)單的圖像放大時(shí)多了一個(gè)信息的，就是我有原始的未做處理的并且未縮小的圖像的信息，是否能利用這個(gè)信息來(lái)增強(qiáng)上采樣的效果呢?目前我看到了兩種這方面的算法。

? ? ? 一種就是聯(lián)合雙邊濾波，我們先簡(jiǎn)單的看看這個(gè)東西的數(shù)學(xué)公式吧：

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? ? ? 對(duì)上式做個(gè)簡(jiǎn)答的解釋，其中I表示輸入圖像，p/q表示X/Y物理坐標(biāo)，I_p表示對(duì)應(yīng)位置的像素值，J表示輸出， f/g是權(quán)重分布函數(shù)，一般為高斯函數(shù)。這種濾波的結(jié)果就是周邊像素的權(quán)值不僅和距離有關(guān)還和那個(gè)位置的像素值有關(guān)，如果在值域的權(quán)重計(jì)算過(guò)程引入另外一幅圖像，如下式，則稱之為聯(lián)合雙邊濾波。?

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? ? ??聯(lián)合雙邊濾波上采樣技術(shù)也很簡(jiǎn)單，一種便于理解的也便于寫代碼的方式就是把下采樣并進(jìn)行處理過(guò)后的小圖按照最近鄰插值的方式放大到原圖大小，然后再用原圖的數(shù)據(jù)和這個(gè)放大的結(jié)果進(jìn)行聯(lián)合雙邊濾波處理。

? ? ? 另外，引導(dǎo)濾波的對(duì)參數(shù)的要求和聯(lián)合雙邊很類似，這個(gè)在后續(xù)的文章中我會(huì)具體講述。?

? ? ? 關(guān)于這個(gè)方面的文章，比較簡(jiǎn)單的就是這篇?http://research.microsoft.com/en-us/um/people/cohen/JBU_Final.pdf

　　想比如上述那些復(fù)雜的算法，聯(lián)合雙邊濾波的快速算法的耗時(shí)幾乎可以忽略不計(jì)，如果一個(gè)算法下采樣的采樣率為0.25，則算法那本身的速度理想狀態(tài)下可能只為原始的1/16，加上最后的聯(lián)合雙邊濾波的時(shí)間，可能提高10倍以上，而效果變化并不大。

? ? ?我做了幾個(gè)算法的測(cè)試，比如磨皮算法（下采樣率0.25）：

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　　　　　　　　　　　　　　原圖　　　　　　　　　　　　　　　　 ? 下采樣圖 ? ? ? ? ? ?下采樣處理圖　　　　　　　　 ? ? ? ?　 最近鄰插值后的圖

? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

　　　　　　聯(lián)合雙邊濾波結(jié)果圖　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ? ? ? ? ?原圖處理圖

? ? 在那我在行的去霧算法來(lái)看下：

???????

　　　　 ? ? ? ? ? ? ? ??原圖　　　　　　　　　　　　　　　　 ? ? ? ? ? ? ?下采樣圖 ? ? ? ?下采樣處理圖　　　　　　　　 ? ? ? ? 　 最近鄰插值后的圖

??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

? ? ?　 ? ? ? ? ? ? ? ? 聯(lián)合雙邊濾波結(jié)果圖　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ?　? ? ? ? ? ? ? ?原圖處理圖

? ? ?我這里舉得例子不是很恰當(dāng)，因?yàn)槲疫@里還沒(méi)有做特別復(fù)雜的和耗時(shí)的算法，但是這個(gè)過(guò)程表明這種方式處理和解決問(wèn)題是完全可以的。

?　　

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****************************作者： laviewpbt ? 時(shí)間： 2014.4.20????聯(lián)系QQ: ?1664462947 ?轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留本行信息********************

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的利用联合双边滤波或引导滤波进行升采样(Upsampling)技术提高一些耗时算法的速度。...的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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