【发布时间】:2015-10-24 18:42:50
【问题描述】:
我正在阅读这篇论文 "Self-Invertible 2D Log-Gabor Wavelets" 它定义了 2D log gabor 过滤器:
论文还指出,滤波器只覆盖频率空间的一侧,并显示在这张图片中
在尝试实施过滤器时,我得到的结果与论文中所说的不匹配。让我从我的实现开始,然后我会陈述问题。
实施:
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我创建了一个包含过滤器的二维数组,并转换了每个索引,使频域的原点位于数组的中心,正 x 轴向右,正 y 轴向上。
number_scales = 5 # scale resolution number_orientations = 9 # orientation resolution N = constantDim # image dimensions def getLogGaborKernal(scale, angle, logfun=math.log2, norm = True): # setup up filter configuration center_scale = logfun(N) - scale center_angle = ((np.pi/number_orientations) * angle) if (scale % 2) \ else ((np.pi/number_orientations) * (angle+0.5)) scale_bandwidth = 0.996 * math.sqrt(2/3) angle_bandwidth = 0.996 * (1/math.sqrt(2)) * (np.pi/number_orientations) # 2d array that will hold the filter kernel = np.zeros((N, N)) # get the center of the 2d array so we can shift origin middle = math.ceil((N/2)+0.1)-1 # calculate the filter for x in range(0,constantDim): for y in range(0,constantDim): # get the transformed x and y where origin is at center # and positive x-axis goes right while positive y-axis goes up x_t, y_t = (x-middle),-(y-middle) # calculate the filter value at given index kernel[y,x] = logGaborValue(x_t,y_t,center_scale,center_angle, scale_bandwidth, angle_bandwidth,logfun) # normalize the filter energy if norm: Kernel = kernel / np.sum(kernel**2) return kernel -
为了计算每个索引处的过滤器值,我们在对数极坐标空间进行另一个变换
def logGaborValue(x,y,center_scale,center_angle,scale_bandwidth, angle_bandwidth, logfun): # transform to polar coordinates raw, theta = getPolar(x,y) # if we are at the center, return 0 as in the log space # zero is not defined if raw == 0: return 0 # go to log polar coordinates raw = logfun(raw) # calculate (theta-center_theta), we calculate cos(theta-center_theta) # and sin(theta-center_theta) then use atan to get the required value, # this way we can eliminate the angular distance wrap around problem costheta, sintheta = math.cos(theta), math.sin(theta) ds = sintheta * math.cos(center_angle) - costheta * math.sin(center_angle) dc = costheta * math.cos(center_angle) + sintheta * math.sin(center_angle) dtheta = math.atan2(ds,dc) # final value, multiply the radial component by the angular one return math.exp(-0.5 * ((raw-center_scale) / scale_bandwidth)**2) * \ math.exp(-0.5 * (dtheta/angle_bandwidth)**2)
问题:
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角度:论文指出,从 1->8 索引角度会产生良好的方向覆盖,但在我的实现中,从 1->n 的角度除了一半之外不覆盖方向。即使是垂直方向也没有正确覆盖。这可以在此图中显示,其中包含比例为 3 和方向范围为 1->8 的过滤器集:
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覆盖范围:从上面的过滤器可以清楚地看出,过滤器覆盖了空间的两侧,这不是纸上说的。这可以通过使用从 -4 -> 4 的 9 个方向更明确。下图包含一张图像中的所有过滤器,以显示它如何覆盖光谱的两侧(此图像是通过在每个位置取最大值创建的来自所有过滤器):
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中间列(方向 $\pi / 2$): 在方向从 3 -> 8 的第一个图中可以看出,过滤器在方向 $ \pi / 2$ 处消失。这是正常的吗?当我将所有过滤器(所有 5 个比例和 9 个方向)组合在一张图像中时,也可以看到这一点:
更新: 在空间域中添加滤波器的脉冲响应,可以看到在 -4 和 4 方向上有明显的失真:
【问题讨论】:
标签: python image-processing computer-vision