双边滤波（Bilateral Filtering）是一种在图像处理中常用的非线性滤波技术，主要用于去噪和保边。它在空间域和像素值域上同时进行加权，既考虑了像素之间的空间距离，也考虑了像素值之间的相似度，从而能够有效地平滑图像中的噪声，同时保留边缘细节。
双边滤波的原理可以分为以下几个步骤：
1 空间加权：考虑中心像素与邻域像素之间的空间距离。通常使用高斯函数来计算权重，空间距离越远，权重越小。这种权重计算与传统的高斯滤波类似。
2 像素值加权：考虑中心像素与邻域像素之间的像素值差异。使用高斯函数来计算权重，像素值差异越大，权重越小。这种权重计算使得滤波能够保留边缘细节。
3 加权求和：结合空间权重和像素值权重，对中心像素进行加权平均。双边滤波的输出像素值为：
通过以上步骤，双边滤波能够在平滑图像的同时，保持边缘的锐利度，从而在去噪的同时不模糊图像中的重要细节。这使得它在各种图像处理任务中得到了广泛应用，如去噪、边缘检测、图像增强等。
下面是使用OpenCV实现双边滤波的C++示例代码：
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>int main() {// 读取图像cv::Mat src = cv::imread("path_to_your_image.jpg");if (src.empty()) {std::cerr << "无法读取图像!" << std::endl;return -1;}// 进行双边滤波cv::Mat dst;cv::bilateralFilter(src, dst, 15, 80, 80);// 显示原图和滤波后的图像cv::imshow("原图", src);cv::imshow("双边滤波", dst);// 保存结果cv::imwrite("bilateral_filter_output.jpg", dst);cv::waitKey(0);return 0;
}下面是使用OpenCV实现双边滤波的Python示例代码
import cv2# 读取图像
src = cv2.imread('path_to_your_image.jpg')
if src is None:print("无法读取图像!")exit()# 进行双边滤波
dst = cv2.bilateralFilter(src, 15, 80, 80)# 显示原图和滤波后的图像
cv2.imshow('原图', src)
cv2.imshow('双边滤波', dst)# 保存结果
cv2.imwrite('bilateral_filter_output.jpg', dst)cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()关于函数bilateralFilter参数的说明：
第一个参数是输入图像。
第二个参数是输出图像。
第三个参数是空间域的直径大小，用于计算像素邻域。
第四个参数是颜色域的标准差，决定了颜色相似性。
第五个参数是空间域的标准差，决定了空间邻近性。
使用MATLAB实现双边滤波的示例代码见本博文原文，链接：
https://www.hhai.cc/thread-248-1-1.html