算法原理

可以看这篇文章：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/58326095

简单介绍

这篇文章提出了一种新的方法用于滤波保留边缘和角点，原理在上面的文章可以找到，同时也能找到论文原文和一份github的代码，这种方法可以配合现有的任何滤波方法使用，让这些滤波方法都强制保留边缘。只需要将对应的滤波的核的系数换成对应的滤波方法的核即可。这里我实现了均值滤波的Side Window Filtering，代码奉献一下。

实现的细节

作者的matlab代码：https://github.com/YuanhaoGong/SideWindowFilter

代码

//针对灰度图的均值滤波+CVPR 2019的SideWindowFilter
//其他种类的滤波直接换核即可

//针对灰度图的均值滤波+CVPR 2019的SideWindowFilter
//其他种类的滤波直接换核即可

Mat SideWindowFilter(Mat src, int radius = 1) {
	int row = src.rows;
	int col = src.cols;
	int cnt[8] = { 4, 4, 4, 4, 6, 6, 6, 6 };
	//3*3 的模板，如果半径不为1，那么需要修改
	int filter[8][9] = { { 1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0 },
	{ 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0 },
	{ 0 ,0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0 },
	{ 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1 },
	{ 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0 },
	{ 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1 },
	{ 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 1 },
	{ 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0 } };
	Mat dst(row, col, CV_8UC1);
	for (int i = 0; i < row; i++) {
		for (int j = 0; j < col; j++) {
			if (i < radius || i + radius >= row || j < radius || j + radius >= col) {
				dst.at<uchar>(i, j) = src.at<uchar>(i, j);
				continue;
			}
			int minn = 256;
			int pos = 0;
			for (int k = 0; k < 8; k++) {
				int val = 0;
				int id = 0;
				for (int x = -radius; x <= radius; x++) {
					for (int y = -radius; y <= radius; y++) {
						if (x == 0 && y == 0) continue;
						val += src.at<uchar>(i + x, j + y) * filter[k][id++];
					}
				}
				val /= cnt[k];
				if (abs(val - src.at<uchar>(i, j)) < minn) {
					minn = abs(val - src.at<uchar>(i, j));
					pos = k;
				}
			}
			int val = 0;
			int id = 0;
			for (int x = -radius; x <= radius; x++) {
				for (int y = -radius; y <= radius; y++) {
					if (x == 0 && y == 0) continue;
					val += src.at<uchar>(i + x, j + y) * filter[pos][id++];
				}
			}
			dst.at<uchar>(i, j) = val / cnt[pos];
		}
	}
	return dst;
}

int main() {
	Mat src = imread("F:\\cat.jpg", 0);
	for (int i = 0; i < 18; i++) {
		src = SideWindowFilter(src, 1);
		//medianBlur(src, src, 3);
	}
	//Mat dst;
	//medianBlur(src, dst, 3);
	Mat dst = SideWindowFilter(src, 1);
	imshow("result", dst);
	imwrite("F:\\res.jpg", dst);
	waitKey(0);
}

效果

原图

均值滤波20次后的结果

使用论文算法对均值滤波做强制保边结果

结论

可以看到经过20次滤波之后，正常的图像的一些边缘，角点被模糊了。但经过论文算法做强制保留之后的边缘和角点没被模糊，这是边缘保留的一大突破性进展啊，不由得为作者的智慧点赞！