1.各向異性擴散濾波

高斯平滑方法在平滑噪聲的同時，模糊了圖像的重要邊緣圖像。 各向異性濾波是一種基于偏微分方程的濾波技術，建立于熱量的各向異性擴散理論。 各向異性濾波在圖像的平坦區域選擇大尺度平滑，而邊緣區域則選擇小尺度的平滑，在抑制噪聲的同時保持了圖像的邊緣信息。 vtkImageAnisotropicDiffusion2D(vtkImageAnisotropicDiffusion3D)實現圖像各向異性擴散濾波，代碼如下： #include <vtkAutoInit.h> VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL);#include <vtkSmartPointer.h> #include <vtkJPEGReader.h> #include <vtkImageCast.h> #include <vtkImageAnisotropicDiffusion2D.h> #include <vtkImageActor.h> #include <vtkCamera.h> #include <vtkRenderer.h> #include <vtkRenderWindow.h> #include <vtkRenderWindowInteractor.h> #include <vtkInteractorStyleImage.h>int main() {vtkSmartPointer<vtkJPEGReader> reader =vtkSmartPointer<vtkJPEGReader>::New();reader->SetFileName("lena.jpg");vtkSmartPointer<vtkImageAnisotropicDiffusion2D> diffusion =vtkSmartPointer<vtkImageAnisotropicDiffusion2D>::New();diffusion->SetInputConnection(reader->GetOutputPort());diffusion->SetNumberOfIterations(100);diffusion->SetDiffusionThreshold(5); //小于該閾值擴散diffusion->Update();/vtkSmartPointer<vtkImageActor> originalActor =vtkSmartPointer<vtkImageActor>::New();originalActor->SetInputData(reader->GetOutput());vtkSmartPointer<vtkImageActor> diffusionActor =vtkSmartPointer<vtkImageActor>::New();diffusionActor->SetInputData(diffusion->GetOutput());double leftViewport[4] = { 0.0, 0.0, 0.5, 1.0 };double rightViewport[4] = { 0.5, 0.0, 1.0, 1.0 };vtkSmartPointer<vtkCamera> camera =vtkSmartPointer<vtkCamera>::New();vtkSmartPointer<vtkRenderer> leftRenderer =vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();leftRenderer->SetViewport(leftViewport);leftRenderer->AddActor(originalActor);leftRenderer->SetBackground(1.0, 0, 0);leftRenderer->SetActiveCamera(camera);leftRenderer->ResetCamera();vtkSmartPointer<vtkRenderer> rightRenderer =vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();rightRenderer->SetViewport(rightViewport);rightRenderer->SetBackground(1.0, 1.0, 1.0);rightRenderer->AddActor(diffusionActor);rightRenderer->SetActiveCamera(camera);/vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> rw =vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();rw->AddRenderer(leftRenderer);rw->AddRenderer(rightRenderer);rw->SetSize(640, 320);rw->SetWindowName("Smooth by AnistropicFilter");vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> rwi =vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleImage> style =vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleImage>::New();rwi->SetInteractorStyle(style);rwi->SetRenderWindow(rw);rwi->Initialize();rwi->Start();return 0; }
vtkImageAnisotropicDiffusion2D類通過迭代方法實現。 其中SetNumberOfIterations()用于設置迭代的次數； 各向異性擴散濾波原理是在梯度較小的像素處進行較大幅度擴散，而在大梯度處則只進行細微的擴散。因此需要設置一個擴算的閾值DiffusionThreshold，這個閾值與圖像的梯度有關。SetDiffusionThreshold()即是用來設置擴散閾值。該類中還有一個梯度標志GradientMagnitudeThreshold，用來設置梯度算子。當該標志開時梯度通過中心差分方法計算；當標志為關時，需要單獨處理每個相鄰像素。當像素與相鄰像素梯度小于DiffusionThreshold時進行擴散處理。 下圖是進行各向異性擴散濾波處理的結果：

2.參看資料

1.《C++ primer》
2.《The VTK User’s Guide – 11thEdition》
3. ?張曉東, 羅火靈. VTK圖形圖像開發進階[M]. 機械工業出版社, 2015. 與50位技術專家面對面20年技術見證，附贈技術全景圖

總結

以上是生活随笔為你收集整理的VTK修炼之道39：图像平滑_各向异性滤波的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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