SurfaceBlur与双边滤波

Surface Blur 效果

PhotoShop 中有一种叫做 Surface Blur 的效果。

与其他模糊效果不同， Surface Blur 可以在模糊的同时保留图像的边缘特征。使用 Surface Blur 得到的图片，像是油画一般被划分为多个色块。

双边滤波 Bilateral filter

双边滤波，是结合图像的空间邻近度和像素值相似度的一种折衷处理。双边滤波器能够做边缘保存（edge preserving），不能干净地滤掉彩色图像里的高频噪声，只对低频信息滤波。

本质上，双边滤波就是考虑到灰度差距的高斯滤波。高斯核会根据像素间的灰度差调整权值，达成保留边缘的目的。

代码示例

使用 Python 下的 OpenCV 库，利用双边滤波实现 Surface Blur 效果。

import cv2 as cv
im = cv.imread('input.png')
blur = cv.bilateralFilter(im,9,75,75)

cv.bilateralFilter(src, d, sigmaColor, sigmaSpace) 的输入参数解释如下：

• src 就是输入图像
• d，处理半径。该值过大会造成严重的性能问题
• sigmaColor，滤波处理时选取的颜色差值范围。值越大，图片越模糊
• sigmaSpace，坐标空间的标注方差。数值越大，越远的像素会相互影响，图片的 “色块感” 会越强烈

借助 GPT4 写了个实时预览三个参数效果的 UI 界面，把输入图像 input.png 放在同目录下即可。可以用来玩玩：

import cv2
import tkinter as tk
from PIL import Image, ImageTk

im = cv2.imread('input.png')
window = tk.Tk()
label = tk.Label(window)
label.pack()

def update_image(d, sigmaColor, sigmaSpace):
    blur = cv2.bilateralFilter(im, d, sigmaColor, sigmaSpace)
    image = Image.fromarray(cv2.cvtColor(blur, cv2.COLOR_BGR2RGB))
    size = image.size
    # image = image.resize((int(size[0] * 0.75), int(size[1] * 0.75)))
    photo = ImageTk.PhotoImage(image)
    label.config(image=photo)
    label.image = photo

d_scale = tk.Scale(
    window,
    from_=1,
    to=40,
    orient='horizontal',
    length=400,
    command=lambda d: update_image(int(d), sigmaColor_scale.get(), sigmaSpace_scale.get()),
)
d_scale.pack()
sigmaColor_scale = tk.Scale(
    window,
    from_=1,
    to=255,
    orient='horizontal',
    length=400,
    command=lambda sigmaColor: update_image(d_scale.get(), int(sigmaColor), sigmaSpace_scale.get()),
)
sigmaColor_scale.pack()
sigmaSpace_scale = tk.Scale(
    window,
    from_=1,
    to=255,
    orient='horizontal',
    length=400,
    command=lambda sigmaSpace: update_image(d_scale.get(), sigmaColor_scale.get(), int(sigmaSpace)),
)
sigmaSpace_scale.pack()

window.mainloop()

参考来源

• https://stackoverflow.com/questions/64980097/implement-surface-blur-in-python
• Jargon，“OpenCV 学习：９ 双边滤波bilateralFilter”，https://zhuanlan.zhihu.com/p/127023952