Vyhladenie obrazu

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