Question

我试图在C语言中实现高斯滤波器。我的输出布局总是出错，我尝试在for循环中处理行和列，但是没有用。输出布局应如下所示：

0.0161464   0.0294206   0.0359344   0.0294206   0.0161464   
0.0294206   0.0536078   0.0654768   0.0536078   0.0294206   
0.0359344   0.0654768   0.0799735   0.0654768   0.0359344   
0.0294206   0.0536078   0.0654768   0.0536078   0.0294206   
0.0161464   0.0294206   0.0359344   0.0294206   0.0161464

（这只是高斯滤波器布局的一个示例）。

这是我在程序中得到的输出布局：

0.114986 0.101475 0.069743 0.037331 0.015562
0.101475 0.089551 0.061548 0.032944 0.013733
0.069743 0.061548 0.042301 0.022642 0.009439
0.037331 0.032944 0.022642 0.012119 0.005052 
0.015562 0.013733 0.009439 0.005052 0.002106

这是我程序的代码段：

for (i = 0; i < smooth_kernel_size; i++) {
    for (j = -0; j < smooth_kernel_size; j++) {
        gauss[i][j] = K * exp(((pow((i), 2) + pow((j), 2)) / ((2 * pow(sigma, 2)))) * (-1));
        sum += gauss[i][j]; 
    }
}
for (i = 0; i < smooth_kernel_size; i++) {
    for (j = 0; j < smooth_kernel_size; j++) {
        gauss[i][j] /= sum;
    }
}
for (i = 0; i < smooth_kernel_size; i++) {
    for (j = 0; j < smooth_kernel_size; j++) {
        printf("%f ", gauss[i][j]);
    }
    printf("\n");
}

将感谢您的任何建议！

Answer 1

问题是计算高斯滤波器的方式应该使用对称点，我想例如-2 -1 0 1 2 其次，我认为这是正确的公式

int length = smooth_kernel_size/2;
for (int i = -length ; i <=length ; i++)
    {
        for(int j=-length ; j <=length ; j++)
        {   //here
            gauss[i+length][j+length]= K * exp(-1*((pow((i), 2) + pow((j), 2)) / ((2 * pow(sigma, 2))))) / (M_PI * 2 * pow(sigma, 2));
            sum += gauss[i + length][j +length];
        }
    }

Answer 2

您的计算不正确：过滤器应以原点为中心。这是更正的版本：

#include <math.h>
#include <stdio.h>

#define smooth_kernel_size 5
#define sigma 1.0
#define K  1

int main() {
    double gauss[smooth_kernel_size][smooth_kernel_size];
    double sum = 0;
    int i, j;

    for (i = 0; i < smooth_kernel_size; i++) {
        for (j = 0; j < smooth_kernel_size; j++) {
            double x = i - (smooth_kernel_size - 1) / 2.0;
            double y = j - (smooth_kernel_size - 1) / 2.0;
            gauss[i][j] = K * exp(((pow(x, 2) + pow(y, 2)) / ((2 * pow(sigma, 2)))) * (-1));
            sum += gauss[i][j];
        }
    }
    for (i = 0; i < smooth_kernel_size; i++) {
        for (j = 0; j < smooth_kernel_size; j++) {
            gauss[i][j] /= sum;
        }
    }
    for (i = 0; i < smooth_kernel_size; i++) {
        for (j = 0; j < smooth_kernel_size; j++) {
            printf("%f ", gauss[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

输出：

0.002969 0.013306 0.021938 0.013306 0.002969
0.013306 0.059634 0.098320 0.059634 0.013306
0.021938 0.098320 0.162103 0.098320 0.021938
0.013306 0.059634 0.098320 0.059634 0.013306
0.002969 0.013306 0.021938 0.013306 0.002969

还要注意，可以简化主表达式：

    gauss[i][j] = K * exp(-(x * x + y * y) / (2 * sigma * sigma));

尝试在C中实现高斯滤波器

2 个答案: