图像平滑、降噪、滤波、采样浅谈

一、平滑，降噪和滤波三者之间的关系

平滑是效果，降噪是目的，滤波是手段。
通过滤波可以实现平滑的效果，比如高斯滤波，但是也可以用来增强图像，突出边缘，比如拉普拉斯滤波、张量扩散、引导图像滤波等。
除了滤波，平滑的效果还可以通过在频域中，对高频分量的衰减实现。
平滑的效果不一定是要达到去噪的目的，还可以用来磨皮，产生朦胧美等。
去噪的方法应该能够保持边缘、细节、纹理，使其不被平滑掉。

二、下采样原理

1、什么是下采样
下采样也称降采样。对于一幅图像，进行缩小，称为下采样。
2、下采样的目的
（1）使得图像符合显示区域的大小
（2）获得需要的图像缩略图
3、下采样的原理
对于一副图像I，尺寸为MN，对其进行s倍下采样，即得到（M/s）(N/s)尺寸的分辨率图像，s是M和N的公约数。如果图像是矩阵的形式，那么就是把原始图像I中的s*s窗口内的图像变成一个像素值，这个像素值一般为窗口内所有像素的均值。
高斯金字塔的下采样原理，采用的是删除偶数列和行。
4、下采样的特点
（1）下采样是不可逆的，下采样丢失的信息无法通过上采样来恢复。
（2）下采样会使图像变得模糊。

三、上采样原理

1、什么是上采样
上采样也称图像插值。对一副图像进行放大，即为上采样。
2、上采样的目的
（1）适应高分辨率
（2）获得需要的放大图
3、上采样的原理
几乎都是采用内差值的方法，在原有图像像素的基础上在像素点之间采用合适的差值算法插入新的元素。
拉普拉斯金字塔的获得过程中，对下采样的图像进行上采样，采用的是各方向放大后，补充0值，然后卷积获得该出的像素值。
4、上采样的特点
上采样后图像也会发生模糊，因为采样过程中丢失了信息。