引导滤波图像增强python

引导滤波（Guided Filter）是一种非常有效的图像增强方法，它可以保留图像的细节和边缘信息，并能够消除图像中的噪声。下面是使用Python实现引导滤波图像增强的步骤：

1. 导入必要的库：

import cv2
import numpy as np

2. 定义引导滤波函数：

def guided_filter(I, p, r, eps):
    """
    :param I: guidance image
    :param p: filtering input image
    :param r: window radius
    :param eps: regularization parameter
    :return: filtered image q
    """
    height, width = I.shape[:2]
    N = cv2.boxFilter(np.ones((height, width)), -1, (r, r))
    mean_I = cv2.boxFilter(I, cv2.CV_64F, (r, r)) / N
    mean_p = cv2.boxFilter(p, cv2.CV_64F, (r, r)) / N
    mean_Ip = cv2.boxFilter(I * p, cv2.CV_64F, (r, r)) / N
    cov_Ip = mean_Ip - mean_I * mean_p

    mean_II = cv2.boxFilter(I * I, cv2.CV_64F, (r, r)) / N
    var_I = mean_II - mean_I * mean_I

    a = cov_Ip / (var_I + eps)
    b = mean_p - a * mean_I

    mean_a = cv2.boxFilter(a, cv2.CV_64F, (r, r)) / N
    mean_b = cv2.boxFilter(b, cv2.CV_64F, (r, r)) / N

    q = mean_a * I + mean_b
    return q

3. 读取图像并进行增强：

img = cv2.imread("image.jpg")
img = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)  # 转为灰度图像

# 高斯平滑，消除噪声
img_smoothed = cv2.GaussianBlur(img, (7, 7), 0)

# 计算梯度图像
I_x = cv2.Sobel(img_smoothed, cv2.CV_64F, 1, 0, ksize=3)
I_y = cv2.Sobel(img_smoothed, cv2.CV_64F, 0, 1, ksize=3)
I_gradient = np.sqrt(I_x**2 + I_y**2)

# 进行引导滤波，保留细节和边缘信息
r = 5  # 窗口大小
eps = 0.1  # 正则化参数
q = guided_filter(I_gradient, img, r, eps)

# 归一化
q = cv2.normalize(q, None, 0, 255, cv2.NORM_MINMAX, cv2.CV_8U)

4. 显示增强后的图像：

cv2.imshow("Enhanced Image", q)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

上述代码中，通过引导滤波的方式，对灰度图像进行了增强，保留了图像的细节和边缘信息。可以根据需要调整窗口大小和正则化参数来达到更好的增强效果。