Python实现在线批量美颜功能过程解析


Posted in Python onJune 10, 2020

结果

Python实现在线批量美颜功能过程解析

然后直接放源码:

import cv2 as cv

source = cv.imread("zhaopian.jpg")
dst = cv.bilateralFilter(src=source, d=0, sigmaColor=30, sigmaSpace=15)

cv.imshow("source", source)
cv.imshow("dst", dst)

cv.waitKey()
cv.destroyAllWindows()

好了,本文结果部分介绍结束,想进一步了解一下原理的同学可以接着往下看了,没啥兴趣的可以左上角了。

双边滤波原理

上面的图片美颜效果其实使用的是 OpenCV 中为我们提供的双边滤波器,是一种图片降噪算法。

双边滤波(Bilateral filter)是一种非线性的滤波方法,本质是基于高斯滤波。

前面的文章介绍过,高斯滤波的方式会造成边缘模糊化,这是没办法的事情,这是高斯滤波过滤方式而导致的。

而双边滤波就是在高斯滤波的基础上,对高斯滤波的方式加以改进,结合图像的空间邻近度和像素值相似度的一种折处理,同时考虑 空域信息(domain) 和 值域信息(range) ,达到保边降噪的目的。

说人话就是双边滤波在进行滤波的过程中,不光要考虑周围像素值与中点像素值的大小之差,还需要考虑空间上的距离,进而确定该点对中间点的影响因子。

比如在一张图像中,相邻的像素点的颜色会非常相近,但是如果在边缘区域,相邻元素点的颜色变化会非常的大。

高斯过滤器的过滤过程中就是因为没有考虑边缘区域而导致过滤后图像边缘模糊,而双边滤波由于在过滤的过程中考虑到了周围像素值与中点像素值的差值大小,从而会确定一个影响因子,从而实现图片的保边降噪。

具体的实现原理如下:

希望你们的高中数学没有都还给你们的数学老师

整个双边滤波的算法分为两部分,一个是颜色值的相似度(值域核),公式如下:

$$
r(i, j, k, l) = exp( - \frac{||f(i, j) − f(k, l)||2}{2{\sigma2_r}} )
$$

另一个是计算空间距离的相似度(空域核),也就是说,离得越近,相似度越高,公式如下:

$$
d(i, j, k, l)=exp( - \frac{(i−k)^2 + (j−l)2}{2{\sigma2_d}})
$$

上面的逻辑还是很清晰,千万不要被一堆符号弄晕了。

这里 (i, j) 代表的是要处理的像素点的坐标点,而 (k,l) 则是要处理的范围内,可能影响到其值的像素点的坐标。

最终的权重系数 w(i,j,k,l) 取决于空域核和值域核的乘积,公式如下:

$$
w(i,j,k,l)=d(i,j,k,l) ∗ r(i,j,k,l) = exp( - \frac{(i−k)^2 + (j−l)2}{2{\sigma2_d}} - \frac{||f(i, j) − f(k, l)||2}{2{\sigma2_r}})
$$

下面是一个经典的双边滤波的原理示意图:

Python实现在线批量美颜功能过程解析

从这个图中可以看出,在图(b)空域核上,每个像素的权重是符合高斯分布的,而在图(c)的值域核上,由于像素取值相差过大,不同颜色的权重系数相差也很大,双边过滤过滤完成后,边缘两侧的像素点保留了原有的色彩值。

接下来还是看下双边滤波的原函数:

def bilateralFilter(src, d, sigmaColor, sigmaSpace, dst=None, borderType=None)

  • src:原图
  • d:像素邻域的直径。如果这个值设为非正数,那么 OpenCV 会从第五个参数 sigmaSpace 来将它计算出来。
  • sigmaColor:颜色空间滤波器的 $\sigma$ 值。这个参数的值越大,就表明该像素邻域内有更宽广的颜色会被混合到一起,产生较大的半相等颜色区域。
  • sigmaSpace:坐标空间中滤波器的 $\sigma$ 值,坐标空间的标注方差。他的数值越大,意味着越远的像素会相互影响,从而使更大的区域足够相似的颜色获取相同的颜色。当 d > 0 , d 指定了邻域大小且与 sigmaSpace 无关。否则, d 正比于 sigmaSpace 。使用过程中我发现这个值越大,图像的过渡效果越好。

源代码我就不放了,实际上只有那一行代码,不过希望看到本文的各位除了知道双边滤波能对图像进行美颜以外还是能稍微了解下原理。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持三水点靠木。

Python 相关文章推荐
Python生成不重复随机值的方法
May 11 Python
Python数据结构之顺序表的实现代码示例
Nov 15 Python
python使用正则表达式替换匹配成功的组并输出替换的次数
Nov 22 Python
python学生信息管理系统
Mar 13 Python
Python实现使用卷积提取图片轮廓功能示例
May 12 Python
Python 经典面试题 21 道【不可错过】
Sep 21 Python
Tensorflow 实现分批量读取数据
Jan 04 Python
Pycharm 2020最新永久激活码(附最新激活码和插件)
Sep 17 Python
django admin 添加自定义链接方式
Mar 11 Python
Python 判断时间是否在时间区间内的实例
May 16 Python
Python 获取异常(Exception)信息的几种方法
Dec 29 Python
关于 Python json中load和loads区别
Nov 07 Python
浅谈keras中的目标函数和优化函数MSE用法
Jun 10 #Python
keras 解决加载lstm+crf模型出错的问题
Jun 10 #Python
使用Keras加载含有自定义层或函数的模型操作
Jun 10 #Python
keras 获取某层的输入/输出 tensor 尺寸操作
Jun 10 #Python
Python 字典中的所有方法及用法
Jun 10 #Python
在keras 中获取张量 tensor 的维度大小实例
Jun 10 #Python
Keras—embedding嵌入层的用法详解
Jun 10 #Python
You might like
详解PHP中cookie和session的区别及cookie和session用法小结
2016/06/12 PHP
全面解析PHP操作Memcache基本函数
2016/07/14 PHP
整理一些JavaScript的IE和火狐的兼容性注意事项
2011/03/17 Javascript
js弹出确认是否删除对话框
2014/03/27 Javascript
JS中使用sort结合localeCompare实现中文排序实例
2014/07/23 Javascript
纯JS实现本地图片预览的方法
2015/07/31 Javascript
jQuery实现验证年龄简单思路
2016/02/24 Javascript
D3.js实现饼状图的方法详解
2016/09/21 Javascript
jQuery给指定的table动态添加删除行的操作方法
2016/10/12 Javascript
微信小程序 Windows2008 R2服务器配置TLS1.2方法
2016/12/05 Javascript
Vue.js系列之vue-router(上)(3)
2017/01/03 Javascript
bootstrap switch开关组件使用方法详解
2017/08/22 Javascript
js仿微信抢红包功能
2020/09/25 Javascript
React路由管理之React Router总结
2018/05/10 Javascript
vue2.0学习之axios的封装与vuex介绍
2018/05/28 Javascript
解决layui表格内文本超出隐藏的问题
2019/09/12 Javascript
Vue实现数据请求拦截
2019/10/23 Javascript
vue实现给div绑定keyup的enter事件
2020/07/31 Javascript
基于Python实现的扫雷游戏实例代码
2014/08/01 Python
Python判断文件和文件夹是否存在的方法
2015/05/21 Python
python3实现爬取淘宝美食代码分享
2018/09/23 Python
pandas 根据列的值选取所有行的示例
2018/11/07 Python
关于Django ForeignKey 反向查询中filter和_set的效率对比详解
2018/12/15 Python
python函数与方法的区别总结
2019/06/23 Python
python文字和unicode/ascll相互转换函数及简单加密解密实现代码
2019/08/12 Python
简述 Python 的类和对象
2020/08/21 Python
浅析python 通⽤爬⾍和聚焦爬⾍
2020/09/28 Python
python中scipy.stats产生随机数实例讲解
2021/02/19 Python
美国特价机票专家:Airfarewatchdog
2018/01/24 全球购物
美国和加拿大计算机和电子产品购物网站:TigerDirect.com
2019/09/13 全球购物
机械电子工程专业推荐信范文
2013/11/20 职场文书
企业贷款委托书格式
2014/09/12 职场文书
二十年同学聚会感言
2015/07/30 职场文书
如何使用CocosCreator对象池
2021/04/14 Javascript
SQLServer 错误: 15404,无法获取有关 Windows NT 组/用户 WIN-8IVSNAQS8T7\Administrator 的信息
2021/06/30 SQL Server
进行数据处理的6个 Python 代码块分享
2022/04/06 Python