高斯模糊的數學公式可以通過常態分配的密度函式來描述,其基本形式如下:
一維高斯函式:( f(x) = \frac{1}{\sigma \sqrt{2\pi}} \exp \left( -\frac{x^2}{2\sigma^2} \right) )
二維高斯函式:( h(x, y) = \frac{1}{2\pi\sigma^2} \exp \left( -\frac{x^2 + y^2}{2\sigma^2} \right) )
其中,(\sigma) 是標準差,(x) 和 (y) 是模糊點相對於坐標原點的距離。在圖像處理中,通常使用二維高斯函式來定義模糊效果,因為它可以更好地模擬視覺上的模糊效果。
一維高斯函式的套用:在處理一維信號(如音頻或時間序列數據)時,可以使用一維高斯函式來模擬模糊效果。
二維高斯函式的套用:在圖像處理中,二維高斯函式用於模擬圖像的模糊效果,其中 (x) 和 (y) 分別代表圖像的寬度和高度方向。
通過調整標準差 (\sigma),可以控制模糊的程度。較大的 (\sigma) 值會產生更廣泛的模糊效果,而較小的 (\sigma) 值則產生較為精細的模糊效果。
在實際套用中,如計算機圖形學或圖像處理軟體中,高斯模糊通常通過離散化上述公式並套用快速傅立葉變換(FFT)算法來實現高效的計算。這種方法允許在保持高質量模糊效果的同時,顯著減少計算時間。