关于python高斯窗函数的信息

python的seaborn.kdeplot有什么用

kde(kernel density estimation)是核密度估计。核的作用是根据离散采样,估计连续密度分布。

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如果原始采样是《阴阳师》里的式神,那么kernel(核函数)就相当于御魂。

假设现在有一系列离散变量X = [4, 5, 5, 6, 12, 14, 15, 15, 16, 17],可见5和15的概率密度应该要高一些,但具体有多高呢?有没有三四层楼那么高,有没有华莱士高?如果要估计的是没有出现过的3呢?这就要自己判断了。

核函数就是给空间的每个离散点都套上一个连续分布。最简单的核函数是Parzen窗,类似一个方波:

这时候单个离散点就可以变成区间,空间或者高维空间下的超立方,实质上是进行了升维。

设h=4,则3的概率密度为:

(只有4对应的核函数为1,其他皆为0)

kernel是非负实值对称可积函数,表示为K,且一本满足:

这样才能保证cdf仍为1。

实际上应用最多的是高斯核函数(Gaussian Kernel),也就是标准正态分布。所谓核密度估计就是把所有离散点的核函数加起来,得到整体的概率密度分布。核密度估计在很多机器学习算法中都有应用,比如K近邻、K平均等。

在支持向量机里,也有“核”的概念,同样也是给数据升维,最常用的还是高斯核函数,也叫径向基函数(Radial Basis Funtion)。

seaborn.kdeplot内置了多种kerne,总有一款适合你。

python中怎么生成基于窗函数的fir滤波器

SciPy提供了firwin用窗函数设计低通滤波器,firwin的调用形式如下:

firwin(N, cutoff, width=None, window='hamming')

其中N为滤波器的长度;cutoff为以正规化的频率;window为所使用的窗函数。

几种常见窗函数及其matlab应用

常用的窗函数:

bartlett,巴特利特窗口

调用格式:w = bartlett(L),%L在列向量中返回一个点的Bartlett窗口w,其中L 必须是一个正整数。

blackman,布莱克曼窗口

调用格式:w = blackman(N),%返回N列向量中的点对称Blackman窗口w,其中N是一个正整数。

bohmanwin,Bohman窗口

调用格式:w = bohmanwin(L),%L在列向量中返回一个点Bohman窗口w。Bohman窗口是两个半持续时间余弦波瓣的卷积。在时域中,它是一个三角形窗口和一个余弦单周期的乘积,加上一个术语可以将边界处的一阶导数设置为零。Bohman窗脱落为1 / 瓦特^4。

chebwin,切比雪夫窗口

调用格式:w= chebwin(L,r),%返回w包含长度LChebyshev窗口的列向量,  其傅里叶变换旁瓣幅度r 低于主瓣幅度dB。默认值为r100.0 dB。

gausswin,高斯窗口

调用格式:w = gausswin(N,Alpha),%返回一个N与Alpha标准差的倒数成比例的高斯点高斯窗口。窗口的宽度与α的值成反比。α值越大,窗口越窄。的值α的默认值至2.5。

hamming,海明窗口

调用格式:w = hamming(L) ,%返回一个L点对称的Hamming窗口。

hann,汉恩(汉宁)窗口

调用格式:w = hann(L),%返回一个L对称的Hann窗口。

kaiser,凯撒窗口

调用格式:w = kaiser(L,beta),%返回L列向量中的-point Kaiser窗口w。beta是Kaiser窗口参数,它影响窗口傅里叶变换的旁瓣衰减。默认值为beta0.5。

rectwin,矩形窗口

调用格式:w = rectwin(L),%返回L列向量中  的矩形窗口长度w。该功能是为了完整性而提供的; 矩形窗口相当于没有窗口。

taylorwin,泰勒窗口

调用格式:w = taylorwin(n),%n在列向量中返回一个点泰勒窗口,w。这个向量中的值是窗口权重或系数。

triang,三角窗口

调用格式:w = triang(L),%返回L列向量中的一个点三角窗口。

具体应用场合可以查看有关数字信号处理方面的书籍。

2021-02-08 Python OpenCV GaussianBlur()函数

borderType= None)函数

此函数利用高斯滤波器平滑一张图像。该函数将源图像与指定的高斯核进行卷积。

src:输入图像

ksize:(核的宽度,核的高度),输入高斯核的尺寸,核的宽高都必须是正奇数。否则,将会从参数sigma中计算得到。

dst:输出图像,尺寸与输入图像一致。

sigmaX:高斯核在X方向上的标准差。

sigmaY:高斯核在Y方向上的标准差。默认为None,如果sigmaY=0,则它将被设置为与sigmaX相等的值。如果这两者都为0,则它们的值会从ksize中计算得到。计算公式为:

borderType:像素外推法,默认为None(参考官方文档 BorderTypes

)

在图像处理中,高斯滤波主要有两种方式:

1.窗口滑动卷积

2.傅里叶变换

在此主要利用窗口滑动卷积。其中二维高斯函数公式为:

根据上述公式,生成一个3x3的高斯核,其中最重要的参数就是标准差 ,标准差 越大,核中心的值与周围的值差距越小,曲线越平滑。标准差 越小,核中心的值与周围的值差距越大,曲线越陡峭。

从图像的角度来说,高斯核的标准差 越大,平滑效果越不明显。高斯核的标准差 越小,平滑效果越明显。

可见,标准差 越大,图像平滑程度越大

参考博客1:关于GaussianBlur函数

参考博客2:关于高斯核运算


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