Aké sú rôzne typy lineárnych filtrov v spracovaní obrazu?

Lineárne filtre pri spracovaní obrazu upravujú obrázok vykonaním váženého súčtu hodnôt pixelov v miestnom susedstve. Vyznačujú sa ich jadrom (alebo maskou), malá matrica závaží. Typ filtra je určený hodnotami v tomto jadre. Tu je niekoľko bežných typov:

1. Vyhladzovacie filtre (dolné priepustné filtre): Tieto filtre rozmazávajú obrázok spriemerujúcimi hodnotami pixelov. Znižujú hluk a jemné detaily.

* Priemerovanie filtra: Všetky hodnoty jadra sú rovnaké (napr. Jadro 3x3 so všetkými hodnotami 1/9). Jednoduché a výpočtovo lacné, ale môže spôsobiť výrazné rozmazanie.

* Gaussovský filter: Hodnoty jadra sledujú gaussovskú distribúciu. Vytvára plynulejšie rozmazanie ako spriemerujúci filter a je menej pravdepodobné, že zavedie artefakty. Štandardná odchýlka Gaussian určuje množstvo rozmazania.

* Medián filtra: Toto je *nelineárne *, ale často zoskupené s lineárnymi filtrami z dôvodu podobnej aplikácie. Nahrádza stredový pixel strednou hodnotou pixelov v jadre. Vynikajúce pri odstraňovaní šumu soli a korenia pri zachovaní hrán lepšie ako spriemerovanie.

2. Filtre na zaostrenie (filtre s vysokým priechodom): Tieto filtre zvyšujú hrany a detaily zdôrazňovaním rozdielov v hodnotách pixelov.

* Laplaciánsky filter: Používa jadro, ktoré približuje druhý derivát obrázka. Zdôrazňuje oblasti rýchlej zmeny intenzity. Často sa používa na detekciu okrajov. Existujú variácie, vrátane 4-prepojených a 8-prepojených Laplaciaánov.

* Unsharp Masking: Odpočítava rozmazanú verziu obrázka od originálu a vylepšuje vysokofrekvenčné komponenty. Poskytuje kontrolovanejšie zaostrenie ako Laplacian.

* Sobel Operátor: (a Prewitt a Kirsch) Sú to operátori gradientov, ktoré približujú gradient obrazu a zdôrazňujú hrany v konkrétnom smere. Vyrábajú skôr okrajové mapy, než aby priamo zaostrili pôvodný obrázok.

3. Smerové filtre: Tieto filtre sú citlivé na špecifické orientácie na obrázku.

* Roberts Cross Operátor: Jednoduchý detektor okrajov citlivých na diagonálne okraje.

* Sobel Operátor (opäť): Aj keď sa používa na všeobecnú detekciu okrajov, rôzne orientácie jadra Sobel sa môžu použiť na zdôraznenie hrán v horizontálnych alebo vertikálnych smeroch.

4. Ostatné lineárne filtre:

* Derivatívne filtre: Tieto filtre približujú prvé alebo druhé deriváty intenzity obrazu. Používa sa na detekciu okrajov a extrakciu prvkov. Príklady zahŕňajú vyššie uvedené filtre Sobel, Prewitt a Laplacian.

* Filter identity: Jadro s 1 v strede a 0 inde. Tento filter ponecháva obrázok nezmenený.

Dôležité úvahy:

* Veľkosť jadra: Veľkosť jadra ovplyvňuje rozsah filtrovania. Väčšie jadrá produkujú rozmazanie (vyhladenie) alebo výraznejšie zaostrenie.

* normalizácia: Jadrá pre vyhladzovacie filtre sú často normalizované (súčet hmotností sa rovná 1), aby sa zabránilo zmenám v celkovom jasu obrazu.

* Manipulácia s hranicami: Na zvládnutie pixelov v blízkosti okrajov obrazu sú často potrebné špeciálne techniky, kde sa jadro môže presahovať za hranicu obrazu. Bežné metódy zahŕňajú vypchávanie s nulami alebo zrkadlením.

Tento zoznam nie je vyčerpávajúci, ale pokrýva najbežnejšie typy lineárnych filtrov používaných pri spracovaní obrazu. Výber filtra do veľkej miery závisí od konkrétnej aplikácie a požadovaného výsledku.

• Predchádzajúca strana: Ako AWC funguje v kompresnom stroji na tablety? 
• Ďalšia strana: Je nekomprimovanie súboru rovnaký ako súbor Zipping?