Laplacian 拉普拉斯邊檢測器

引自:
https://www.cnblogs.com/german-iris/p/4840647.html
https://baike.baidu.com/item/%E6%8B%89%E6%99%AE%E6%8B%89%E6%96%AF%E7%AE%97%E5%AD%90/7261323?fr=aladdin

拉普拉斯算子 Laplace Operation

定義:

拉普拉斯算子是n維歐幾里德空間中的一個(gè)二階微分算子艰垂,定義為梯度grad(▽f)的散度div(▽·f)。

因此如果f是二階可微的實(shí)函數(shù)惩歉,則f的拉普拉斯算子定義為:

f的拉普拉斯算子也是笛卡爾坐標(biāo)系xi中的所有非混合二階偏導(dǎo)數(shù):

作為一個(gè)二階微分算子加匈,拉普拉斯算子把C函數(shù)映射到C函數(shù)株依,對于k≥2時(shí)成立狂巢。算子Δ :C(R) →C(R)摆马,或更一般地臼闻,定義了一個(gè)算子Δ :C(Ω) →C(Ω),對于任何開集Ω時(shí)成立囤采。

函數(shù)的拉普拉斯算子也是該函數(shù)的黑塞矩陣的跡 :

另外述呐,滿足▽·▽f=0 的函數(shù)f, 稱為調(diào)和函數(shù)。

表示式:

二維空間:
其中x與y代表 x-y 平面上的笛卡爾坐標(biāo):


另外極坐標(biāo)的表示法為:

三維空間:
笛卡爾坐標(biāo)系下的表示法:

圓柱坐標(biāo)系下的表示法:

球坐標(biāo)系下的表示法:

N 維空間
在參數(shù)方程為(其中以及)的N維球坐標(biāo)系中蕉毯,拉普拉斯算子為:
其中是N? 1維球面上的拉普拉斯-貝爾特拉米算子乓搬。

離散函數(shù)導(dǎo)數(shù):差分公式

離散函數(shù)的導(dǎo)數(shù)退化成了差分,一維一階差分公式和二階差分公式分別為:

Laplace算子的差分形式:

分別對Laplace算子x,y兩個(gè)方向的二階導(dǎo)數(shù)進(jìn)行差分就得到了離散函數(shù)的Laplace算子代虾。

在一個(gè)二維函數(shù)f(x,y)中进肯,x,y兩個(gè)方向的二階差分分別為:

所以Laplace算子的差分形式為:
寫成filter mask的形式如下:
注意該mask的特點(diǎn),mask在上下左右四個(gè)90度的方向上結(jié)果相同棉磨,也就是說在90度方向上無方向性江掩。為了讓該mask在45度的方向上也具有該性質(zhì),對該filter mask進(jìn)行擴(kuò)展定義為,

有時(shí)我們也會見到不同于上述結(jié)果的Laplace算子的filter mask:

其原因是在定義二階導(dǎo)數(shù)的時(shí)候采用了相反的定義环形,這個(gè)無關(guān)緊要策泣,但是要注意,當(dāng)用Laplace算子濾波后的圖像與原圖疊加時(shí)抬吟,混合操作是加還是減因上述的定義而異萨咕。

圖像的Laplace操作:

如同本文開始時(shí)說的那樣,將Laplace算子寫成filter mask后火本,其操作大同小異于其他的空間濾波操作危队。將filter mask在原圖上逐行移動,然后mask中數(shù)值與其重合的像素相乘后求和钙畔,賦給與mask中心重合的像素茫陆,對圖像的第一,和最后的行和列無法做上述操作的像素賦值零擎析,就得到了拉普拉斯操作結(jié)果盅弛。

拉普拉斯操作結(jié)果與原圖的混合:

因?yàn)長aplace算子是二階導(dǎo)數(shù)操作,其在強(qiáng)調(diào)圖像素中灰度不連續(xù)的部分的同時(shí)也不在強(qiáng)調(diào)灰度值連續(xù)的部分叔锐。這樣會產(chǎn)生一個(gè)具有很明顯的灰度邊界挪鹏,但是沒有足夠特征的黑色背景。背景特征可以通過原圖像與Laplace算子操作后的圖像混合恢復(fù)愉烙。用公式:

其中的參數(shù)c的取值和上面的兩種mask定義有關(guān)讨盒,當(dāng)mask中心的數(shù)值取正時(shí)c=-1,相反c=1;

最后編輯于
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末步责,一起剝皮案震驚了整個(gè)濱河市返顺,隨后出現(xiàn)的幾起案子,更是在濱河造成了極大的恐慌蔓肯,老刑警劉巖遂鹊,帶你破解...
    沈念sama閱讀 218,451評論 6 506
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件,死亡現(xiàn)場離奇詭異蔗包,居然都是意外死亡秉扑,警方通過查閱死者的電腦和手機(jī),發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 93,172評論 3 394
  • 文/潘曉璐 我一進(jìn)店門调限,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來舟陆,“玉大人,你說我怎么就攤上這事耻矮∏厍” “怎么了?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 164,782評論 0 354
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵裆装,是天一觀的道長踱承。 經(jīng)常有香客問我倡缠,道長,這世上最難降的妖魔是什么茎活? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 58,709評論 1 294
  • 正文 為了忘掉前任毡琉,我火速辦了婚禮,結(jié)果婚禮上妙色,老公的妹妹穿的比我還像新娘。我一直安慰自己慧耍,他們只是感情好身辨,可當(dāng)我...
    茶點(diǎn)故事閱讀 67,733評論 6 392
  • 文/花漫 我一把揭開白布芍碧。 她就那樣靜靜地躺著煌珊,像睡著了一般。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪泌豆。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上定庵,一...
    開封第一講書人閱讀 51,578評論 1 305
  • 那天,我揣著相機(jī)與錄音踪危,去河邊找鬼蔬浙。 笑死,一個(gè)胖子當(dāng)著我的面吹牛贞远,可吹牛的內(nèi)容都是我干的畴博。 我是一名探鬼主播,決...
    沈念sama閱讀 40,320評論 3 418
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼蓝仲,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼俱病!你這毒婦竟也來了?” 一聲冷哼從身側(cè)響起袱结,我...
    開封第一講書人閱讀 39,241評論 0 276
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤亮隙,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎,沒想到半個(gè)月后垢夹,有當(dāng)?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體溢吻,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 45,686評論 1 314
  • 正文 獨(dú)居荒郊野嶺守林人離奇死亡,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點(diǎn)故事閱讀 37,878評論 3 336
  • 正文 我和宋清朗相戀三年果元,在試婚紗的時(shí)候發(fā)現(xiàn)自己被綠了煤裙。 大學(xué)時(shí)的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片。...
    茶點(diǎn)故事閱讀 39,992評論 1 348
  • 序言:一個(gè)原本活蹦亂跳的男人離奇死亡噪漾,死狀恐怖硼砰,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出,到底是詐尸還是另有隱情欣硼,我是刑警寧澤题翰,帶...
    沈念sama閱讀 35,715評論 5 346
  • 正文 年R本政府宣布,位于F島的核電站,受9級特大地震影響豹障,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏冯事。R本人自食惡果不足惜,卻給世界環(huán)境...
    茶點(diǎn)故事閱讀 41,336評論 3 330
  • 文/蒙蒙 一血公、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望昵仅。 院中可真熱鬧,春花似錦累魔、人聲如沸摔笤。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 31,912評論 0 22
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽吕世。三九已至,卻和暖如春梯投,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間命辖,已是汗流浹背。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 33,040評論 1 270
  • 我被黑心中介騙來泰國打工分蓖, 沒想到剛下飛機(jī)就差點(diǎn)兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留尔艇,地道東北人。 一個(gè)月前我還...
    沈念sama閱讀 48,173評論 3 370
  • 正文 我出身青樓么鹤,卻偏偏與公主長得像漓帚,于是被迫代替她去往敵國和親。 傳聞我的和親對象是個(gè)殘疾皇子午磁,可洞房花燭夜當(dāng)晚...
    茶點(diǎn)故事閱讀 44,947評論 2 355

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容