Filtracja Obrazów Metodą Maski Prewitta
- Szczegóły
Prewitt to operator wykorzystywany w cyfrowym przetwarzaniu obrazów do detekcji krawędzi pionowych, poziomych i ukośnych. Operator ten umożliwia wyznaczenie dla każdego piksela obrazu estymaty pochodnej kierunkowej w jednym z 8 kierunków.
Wyznaczenie pochodnej kierunkowej odbywa się za pomocą operacji dwuwymiarowego dyskretnego splotu macierzy obrazu z macierzą 3×3 charakterystyczną dla danego kierunku zwaną jądrem (kernel) przekształcenia. Macierze te są antysymetryczne w stosunku do kierunku wykrywanej krawędzi.
Zbiór 8 macierzy pozwala na określenie kierunku od 0° do 315° z krokiem 45°. Dla kierunku 0° wykrywane są krawędzie pionowe, a dla 90° - krawędzie poziome. Metoda ta nazywana jest także dopasowywaniem wzoru (maski) krawędzi do rzeczywistego obrazu.
Kolejne maski otrzymuje się, obracając podane maski o 180°. Prewitt jest dobrym algorytmem do wyznaczania wielkości i orientacji krawędzi.
W podejściu praktycznym filtracja splotowa obrazu wymaga od nas dwóch elementów wejściowych: obrazu filtrowanego oraz maski filtru, z jakim chcemy dokonać splotu. Jako, że rozmiar naszej maski wynosi 3×3, to takie samo otoczenie naszego piksela będzie musiało brać udział w wyliczaniu wartości splotu.
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
Najczęściej filtry, których suma jest większa niż 0 to filtry rozmywające, a te sumujące się do 0 to filtry krawędziowe.
Problem pojawia się przy brzegach obrazu, ponieważ nie ma możliwości nałożenia maski na piksele bliżej krawędzi obrazu, dlatego należy wprowadzić jedną z dwóch metod powielania pikseli brzegowych.
Wszystko zależy od maski, a dokładniej od tego, który jej element przyjmujemy jako jej środek. Najłatwiej wyobrazić sobie maskę nałożoną w lewym górnym oraz prawym dolnym rogu obrazu. Można w ten sposób zobaczyć zasadę, która pokazuje o jaki rozmiar należy powiększyć obraz.
Znając rozmiary o jakie należy powiększyć posiadany obraz, można zbudować nowy obraz poprzez np. budując nową macierz obrazu w taki sposób …, gdzie macierze od A do H są macierzami o które należy poszerzyć obraz oryginalny i wypełnionymi właściwymi danymi.
Przed testami proszę zwrócić uwagę, że prawie wszystkie zestawy masek posiadają różne warianty kierunkowe, należy dodatkowo dokonać złożenia otrzymanych wyników np. poprzez pierwiastek sumy kwadratu poszczególnych wyników lub średnią wartość bezwzględną dla nich.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
Historia użycia
Operator ten został po raz pierwszy użyty do analizy obrazów mikroskopowych w medycynie przez Judith M.S. Prewitt.
Ograniczenia
Z powodów licencyjnych nie wolno stosować całego pakietu Image Processing Toolbox w środowisku Matlab.
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
tags: #filtracja #metoda #maski #priwetta
