Dolnoprzepustowa Filtracja Splotowa: Różne Promienie Otoczenia
- Szczegóły
Filtracja obrazów jest metodą cyfrowego przetwarzania sygnałów, polegającą na operacji matematycznej na pikselach obrazu źródłowego. W wyniku tej operacji uzyskiwany jest nowy, przekształcony obraz.
Filtracja znajduje zastosowanie przede wszystkim jako metoda wydobycia informacji z oryginalnego obrazu, które mogą być dalej przetwarzane. Przykładami takich informacji są położenie krawędzi czy pozycje rogów obiektów. Inne zastosowania to usuwanie szumów (filtr medianowy i inne) lub rozmycie obrazu (filtry uśredniające, Gaussa).
Filtrację można realizować zarówno w dziedzinie przestrzennej, jak i częstotliwościowej. W dziedzinie przestrzennej filtracje uzyskuje się za pomocą operacji splotu. Operacja splotu polega na obliczeniu nowej wartości piksela obrazu na podstawie wartości pikseli sąsiadujących.
Współczynnik odróżnia filtrację od „zwykłego” splotu. Jego funkcją jest utrzymanie wyjściowej skali wartości pikseli zgodnej ze skalą wejściową. Efekt filtracji zależy od rodzaju filtru i jego wielkości, czyli rzędu macierzy filtru.
Filtry Dolnoprzepustowe
Filtry dolnoprzepustowe (ang. low-pass) przepuszczają elementy obrazu o małej częstotliwości. Elementy o wysokiej częstotliwości, takie jak szumy i drobne szczegóły, są tłumione lub blokowane. Działanie tego typu filtrów opiera się na usuwaniu elementów obrazu o wysokiej częstotliwości (szczegółów, np. dużych różnic w kolorach pomiędzy sąsiadującymi pikselami) i przepuszczaniu elementów o niskiej częstotliwości (ogólnych kształtów, bez szczegółów).
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
Ponieważ większość szumów w obrazach występuje w wysokich częstotliwościach, filtry dolnoprzepustowe są często wykorzystywane do eliminacji zakłóceń. Właściwe dopasowanie rzędu macierzy filtru pozwala na usuwanie zakłóceń różnej wielkości, ograniczając utratę szczegółów w odfiltrowywanym obrazie.
Filtry dolnoprzepustowe to zazwyczaj filtry uśredniające z pewnymi wagami. Wynikiem działania takich filtrów jest redukcja szumów, szczególnie jedno- i dwupikselowych, a także wygładzenie i rozmycie obrazu.
Przykłady filtrów dolnoprzepustowych:
- Piramidalny: Jeżeli kolejne komórki tego filtra przedstawionoby za pomocą słupków o wysokości odpowiadającej przypisanej wadze to w efekcie otrzymalibyśmy bryłę podobną do piramidy, stąd jego nazwa.
- Stożkowy: Jeżeli kolejne komórki tego filtra przedstawionoby za pomocą słupków o wysokości odpowiadającej przypisanej wadze to w efekcie otrzymalibyśmy bryłę podobną do stożka, stąd jego nazwa.
- Gaussa: Jeżeli kolejne komórki tego filtra przedstawionoby za pomocą słupków o wysokości odpowiadającej przypisanej wadze to w efekcie otrzymalibyśmy bryłę podobną do krzywej rozkładu normalnego - krzywej Gaussa.
Zastosowanie i Działanie Filtrów w Praktyce
Zastosowanie filtrów w przetwarzaniu obrazów oznacza, że do obliczenia nowej wartości punktu brane są pod uwagę wartości punktów z jego otoczenia. Każdy piksel z otoczenia wnosi swój wkład - wagę podczas przeprowadzania obliczeń. Wagi te zapisywane są w postaci maski.
Typowe rozmiary masek to 3 x 3, 5 x 5 bądź 7 x 7. Rozmiary masek są z reguły nieparzyste ponieważ piksel na środku reprezentuje piksel dla którego wykonywana jest operacja przekształcania filtrem.
Filtrację przeprowadza się osobno dla każdej składowej obrazu. Jak łatwo zauważyć próba zastosowania filtracji dla punktów położonych na krawędzi obrazu, prowadzi do sytuacji, w której maska "wystaje" poza przetwarzany obraz. Istnieje kilka sposobów obejścia tego problemu. Jednym z nich jest pominięcie procesu filtracji dla takich punktów, innym jest zmniejszenie obrazu po filtracji o punkty, dla których proces ten nie mógł być wykonany.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
tags: #dolnoprzepustowa #filtracja #splotowa #rozne #promienie #otoczenia
