计算机视觉系列（一）：图像金字塔
#CV
2022-05-12
图像金字塔
一幅图像的金字塔是一系列以金字塔形状排列，分辨率逐渐降低且源于同一张原始图的图像集合。金字塔的底部是待处理图像的高分辨率表示，而顶部是低分辨率的近似。层级越高，图像越小，分辨率越低。图像金字塔是图像中多尺度表达的一种，最初用于机器视觉和图像压缩，最主要功能用于图像分割，是一种以多分辨率来解释图像的有效但概念简单的结构。
生成图像金字塔主要有两种方式： 向下采样和向上采样。
- 向下采样：将图像从最底层（即上图中的level0）转换为level1、level2...的过程，图像分辨率不断降低。
- 向上采样：将图像从最顶层（即上图中的level4）转换为level3、level2...的过程，图像分辨率不断增大。
常见的金字塔一般有两类：
- 高斯金字塔: 用来向下/降采样，主要的图像金字塔；
- 拉普拉斯金字塔: 用来从金字塔低层图像重建上层未采样图像，在数字图像处理中也即是预测残差，可以对图像进行最大程度的还原，配合高斯金字塔一起使用。
在OpenCv中提供了对图像进行上下采样的接口：pyrUp()和pyrDown()，同时提供了一个对图像进行尺度变换的函数resize()。
获取金字塔一般来说包括两个步骤：
- 对于向下采样，首先对图像进行高斯平滑，然后进行降采样（将图像尺寸行和列方向缩减一半）；
- 对于向上采样，首先对图像进行升采样（将图像尺寸行和列方向增大一倍），然后进行高斯平滑；
