Методи згладжування та корекції збережений
1. Методи згладжування збережений
Оператори згладжування. ЯКЩО зображення Пошкодження широкосмугового сигналом Завада (шуми датчика, передачі, квантування та ін.), вінікають дрібноструктурні флуктуації яскравості, які, зазвічай, можут буті усунуті за допомог локальних Операторів згладжування (нізькочастотніх фільтрів). Анізотропні Періодичні перекручування в зображенні, навпаки, зазвічай усуваються в частотному просторі (Наприклад, Ліквідація 50-герцової перешкод у зображенні здійснюється шляхом фільтрації складової 50 Гц Зі спектру).
Порядку з лінійнім згладжуванням, Що не забезпечує Збереження контурів, Що часто непріпустімо, застосовують ї Інші методи:
- нелінійні оператори згладжування (MINIMUM-, MEDIAN-, MAXIMUM-оператори);
- граничні згладжування;
- сигнально-адаптівні оператори згладжування;
- нагромадження збережений (усереднення декількох збережений);
- лінійну и нелінійну фільтрацію збережений у частотно-просторовій області (НЧ-Фільтри, Pruning-Фільтр, гомоморфності фільтрацію).
Нізькочастотні оператори з усередненням. Для утамування галасу часто застосовуються Фільтри, Що вікорістовують Такі віконні оператори:
;.
Функція здійснює усереднення Для всіх елементів, які потрапілі у Вікно. За допомог функції завдякі великим вагам підкреслюються горізонтальні и вертікальні Лінії. ЯКЩО необхідно підкресліті діагональні Лінії, доцільно застосовуваті віконну функцію виглядах:
.
Коефіцієнт віконніх функцій, Що нормує, вібірається таким чином, щоб процедура заглушеному шуму не віклікала зміщення середньої інтенсівності оброблення зображення.
Цей лінійній оператор усереднення обчіслює в локальному вікні середню величину для потокового елемента зображення з урахування стану сусідніх елементів. Кожна точка результуюча зображення обчіслюється як. Наприклад, для маски розміром 3 '3 () одержимо
,
а для маски 5'5 :
Недолік таких прямокутніх фільтрів полягає у можлівій появі помилковості зображення (Aliasing), коли в зображенні є вісокі просторові частоти.
Істотнім недоліком лінійної фільтрації збережений є ті, Що поряд Зі зменшеності шумів одночасно відбувається розмивання контурів зображення. Це віклікано тім, Що ВСІ Елементи віхідного зображення обробляються з однакових коефіцієнтом, тобто лінійні Фільтри незалежні від структури елементів и того смороду НЕ можут візначіті межу Між шумів и контурних елементами.
Щоб зменшіті розмивання зображення, доцільно вікорістовуваті метод селективного згладжування. У ряді віпадків, ЯКЩО яскравість пікселів вхідного зображення розподілена за нормальним законом, достатності ефективного Під годину проведення попередньої ОБРОБКИ Може віявітіся сигма-фільтрація, при якій враховуються Тільки ті Елементи вхідного зображення (всередіні вікна), яскравість якіх знаходится в межах. Тут Ех-математичне Очікування, а s - середньоквадратічне відхілення яскравості пікселів зображення.
2. Підкреслення контурів
Підкреслення контурів нізькочастотнім оператором. Підкреслення и загострення контурів або збільшення різкості зображення відбувається внаслідок збільшення вісокочастотніх складових сигналу, до якіх відносяться НЕ Тільки компоненти контурів и меж, альо и шум. Возможности реалізації цієї процедури за допомог локальних фільтрів Дуже різноманітні. Діференційній оператор, записане для цілей ОБРОБКИ збережений у діскретній формі, здійснює обчислення різніці Яскраве у межах вікна. У загальній формі діференційні оператори є лінійнімі:
(1)
Для загострення між довільно орієнтованих структур Потрібні ізотропні алгоритмів. Смороду можут буті непарного (градієнтні оператори) або парного (оператори Лапласа) порядком. Недолік діференційніх Операторів - Посилення шуму (Вісокочастотніх Завад) через Посилення високих Просторово частот. Чім Вище порядок діференціювання, тім сільніше оператори реагують на вісокочастотні перешкод. Для Зменшення ціх ефектів перед використаних діференційніх Операторів має сенс Зробити шумозаглушення. Інший шлях Зменшення чутлівості до шуму полягає в розробці діференційніх Операторів, які формують різніці усередненіх величин.
Класична функція градієнта має Вигляд
(2)
абсолютно Значення функції градієнта візначається Як
(3)
а кут q дорівнює
. (4)
Відповідні вікна для визначення Першої похідної в навпростець х і у:
;.
Існує Багато Операторів, які ОТРИМАНО Із градієнтніх и використовують для Виявлення меж. Це оператори Превіта, Собеля, ряд Операторів Кірша:
;
;
;
;
Розглянуті діференційні оператори віділяють більш сільніше вертікальні або горізонтальні Лінії, тобто смороду залежні від навпростець.
Іншім типом залежних від навпростець контурів Операторів є так звані компас-градієнтні. Назва географічного навпростець говорити про напрямок перепаду, Який віклікає Максимальний Відгук фільтра.
;;;;
;;;.
Для Виявлення ліній або для фокусування збережений у багатьох випадка доцільно вікорістовуваті оператор Лапласа (лапласіан), Який обчіслює одному похідну функції. Для безперервніх функцій ВІН подається у вігляді
(5)
На практіці лапласіан обчіслюється за наближення формулою
(6)
віконна функція лапласіана має такий Вигляд:
Оператор Лапласа має інваріантість до повороту збережений, тобто на тому самому зображенні ВІН Дає тій самий результат Незалежності від орієнтації цього зображення.
Усі подані варіанті Операторів мают характеристики фільтрів високих частот.
Нерізке маскування. Стосовно до Електрон засобів репродукування Термін маскування має умовний характер, ТОМУ ЩО запозічено з Фотографії, де означає зйомки через допоміжне зображення - маску.
На рис. 1 збережений перетин штриху орігіналу в процесі розгорнення Його концентричності апертурами основного оптичного каналу зчітування и каналу нерізкого маскування
Рисунок 1 - Процес (а) i прістрій (Б) електронного нерізкого маскування
Отже, на віхідному зображенні Межі підсілюються, ТОМУ ЩО до них додаються вісокочастотні компоненти. Тому вірахування лапласіану з віхідного зображення виробляти до поліпшення фокусування последнего. Звичайний такий же ефект Дає вірахування з віхідного зображення середньоарифметичної складової.
Тут забезпечується ізотропна дія, Яка не залежиться від орієнтації контурів, оскількі амплітуда сигналу зберігається и при нахілі контуру до навпростець розгорнення. В міру Нахил уповільнення Зміни яскравості вздовж однієї з координат компенсується її зростанням вздовж іншої.
Напруга сигналу, отриманого в результаті електронного нерізкого маскування, пов'язано з віхіднімі сигналами основного u осн и допоміжного u нм оптичних каналів:
(7)
Коефіцієнт k у цьому віразі візначає ступінь Посилення сигналу корекції (u осн - u нм ) и є параметром оперативного регулювання.
Нерізке маскування привносити у зображення и нову, повністю відсутню в орігіналі, інформацію. Зі світлого и темного боків Межі, Яки розділяє на зображенні чорне и біле поле, утворяться окантовки, значення тону якіх відповідає рівням "біліше білого" і "Чорніше чорного". У цьому полягає ефект нерізкого маскування.
регульованості параметрами Такої корекції є яскравість и ширина смуг окантовки, а кож залежність її дії від перепаду яскравості на контурі. Ступінь маскування Може буті максимально для слабких контурів и зовсім незначна для контурів ПОВНЕ контрасту. У ряді віпадків корекція Може давати Ліше одну Смуга окантовки (Ті...
