尝试在 C 中实现高斯滤波器

Question

我正在尝试在 C 中实现高斯滤波器。我的输出布局总是出错，我尝试在我的 for 循环中使用行和列，但它没有用。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

这是我的程序的代码段：

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");
}

将不胜感激任何建议！

Answer 1

好吧，问题在于你计算高斯滤波器的方式，我想你应该使用对称点 -2 -1 0 1 2 例如，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。这是更正后的版本：

#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

另请注意，主表达式可以简化：

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

尝试在 C 中实现高斯滤波器

Trying to implement Gaussian Filter in C

c

gaussian