Vyhladenie obrazu (angl. image smoothing) je technika spracovania obrazu, ktorej cieľom je odstrániť šum v obraze. Vyhladenie sa vykonáva pomocou konvolúcie medzi vstupným obrázkom a preddefinovaným jadrom. Väčšinou ide o nejakú formu priemerovanie hodnôt pixelov z okolia. Vyhladzovanie čelí problému rozmazania ostrých hrán v obrázku.
Typy filtrov
Priemerovanie
Pri priemerovaní jednoducho vypočítame priemer hodnôt pixelov z určitého okolia a ním nahradíme hodnotu stredového pixelu. náhľad|476x476bod|Priemerovanie: (a) pôvodný obrázok, (b) priemerovanie jadrom 9x9, (c) priemerovanie jadrom 17x17. Vo všeobecnosti pre jadro pri priemerovaní platí:
Veľkosť jadra musí byť nepárne číslo. Súčet všetkých prvkov by mal byť 1. Všetky prvky musia byť rovnaké.
Napríklad jadro 3x3:
1/9 + 1/9 + 1/9 + 1/9 + 1/9 + 1/9 + 1/9 + 1/9 + 1/9 = 1
Gaussovo romazanie
Gaussove rozmazanie odstraňuje šum pomocou konvolúcie s gaussovským konvolučným jadrom. Ide o prípad váženého priemeru, kde sa kladie vyššia váha na pixely blízko stredu. Čím sú pixely ďalej, tým nižšia váha je.
náhľad|Ukážka Gaussovho filtru.|441x441bod
Pre dvojrozmernú maticu sa hodnoty vypočítajú z:
kde je smerodajná odchýlka, ktorá udáva strmosť Gaussovej funkcie.
Jadro 5x5 bude vyzerať takto:
Filtrácia mediánom Pri rozmazaní mediánom sa vypočíta medián z hodnôt pixelov určitého okolia a ním sa nahradí hodnota stredového pixelu. Táto metóda je efektívna šum typu soľ a peper. U vyššie spomenutých metód novo vypočítaná hodnota môže byť už existujúca hodnota z obrázku alebo hodnota úplne nová. Pri filtrácii mediánom dostane stredový pixel stále hodnotu z obrázku. Veľkosť jadra by malo byť znovu nepárne číslo. stred|náhľad|588x588bod|Filtrácia mediánom: (a) obrázok so šumom soľ a peper, (b) filtrovaný obrázok.
Bilaterálne filtrovanie U gaussovho rozmazania išlo o vážený priemer, kde sa váha udávala na základe vzdialenosti od stredové pixelu jadra. Bilaterálne filtrovanie dáva väčšiu váhu na pixely z okolia, ktorých hodnota je podobná pre stredový pixel jadra. Takéto váhovanie umožňuje zachovávať hrany. stred|náhľad|586x586bod|Bilaterálne filtrovanie: vľavo pôvodný obrázok, vpravo obrázok po filtrovaní.
Existuje mnoho ďalších algoritmov určených k rozmazaniu obrázku, napr.:
exponencionálne filtrovanie priemerovanie z viacerých snímkov filtrácia rotujúcou maskou olympic filter a ďalšie...
Referencie
Kategória:Spracovanie obrazu