1. Фильтры резкости
1.1. Фильтры резкости усиливают разницу между соседними точками изображения. Эти фильтры используются для повышения общей визуальной четкости изображения, для выделения границ областей и объектов, имеющих различную высоту, для контрастирования локальных неоднородностей.
1.2. К фильтрам резкости относятся: − Лаплас 5x5; − Лаплас 3x3; − Высокочастотный 5x5; − Высокочастотный 3x3.
1.2.1. Фильтры Лаплас 3x3 и Высокочастотный 3x3 имеют матрицу ядра размером 3×3. Высокочастотный 3×3 – тождественное название фильтра Лаплас 3×3.
1.2.2. Фильтры Лаплас 5x5 и Высокочастотный 5x5 имеют матрицы ядра размером 5×5.
2. Нелинейные фильтры
2.1. К нелинейным фильтрам относятся медианные фильтры: − Медианный авто; − Медианный 7x7; − Медианный 5x5; − Медианный 3x3.
2.1.1. Окно фильтра, состоящее из n×n точек (3×3 в фильтре Медианный 3×3; 5×5 в фильтре Медианный 5×5; и 7×7 в фильтре Медианный 7×7) перемещается по изображению от точки к точке. Для каждой точки исходной функции рассматривается локальная область, определяемая размерами окна фильтра. Значения функции в точках этой локальной области выстраиваются по возрастанию, и значение, стоящее в центре этого ряда присваивается значению выходной функции в данной точке. Если окно фильтра имеет размеры 3×3 (Медианный 3×3), то число значений в полученном ряду будет 9, и выбирается центральная точка из этих девяти значений, соответственно, в случае фильтра размером 5×5 (Медианный 5×5), ряд имеет 25 членов, и выбирается центральная точка из этих 25 значений.
2.1.2. При работе с фильтром Медианный авто используются элементы матрицы, расположенные по горизонтали, вертикали и диагоналям, проходящим через центральную ячейку матрицы. Для фильтра используется матрица размером 5×5.
2.2. Медианные фильтры являются сглаживающими фильтрами, которые хорошо убирают шумы импульсного характера, например, шумы в виде «отдельных точек», и в то же время, сохраняют резкость границ.
3. Сглаживающие фильтры
3.1. Сглаживающие фильтры обычно используются, чтобы уменьшить высокочастотные шумы.
3.2. К сглаживающим фильтрам относятся: − Однородные фильтры: − Сглаживание 3x3 2.0; − Сглаживание 3x3 1.73; − Сглаживание 3x3 1.41; − Однородный 3x3; − Однородный 5x5. − Гауссовы фильтры: − Гауссов 1.0; − Гауссов 0.625; − Гауссов 0.85; − Гауссов 0.391.
3.2.1. Сглаживающие фильтры применятся для удаления с изображения высокочастотных шумовых всплесков. Ядро матрицы K сглаживающего фильтра имеет размер 3×3.
3.2.2. Однородные фильтры (Однородный 3×3, Однородный 5×5) Более простым сглаживающим фильтром является – однородный фильтр. Результирующее изображение (результирующая функция) получается в результате простого усреднения по некоторой локальной области исходного изображения (исходной функции). Однородный 3×3, Однородный 5×5 – однородные сглаживающие фильтры, у которых матрицы ядра K имеют размер, соответственно, 3×3 и 5×5.
3.2.3. Гауссовы фильтры Гауссовы фильтры являются сглаживающими фильтрами, у которых значения в ядре, в отличие от однородного фильтра, выбираются согласно форме функции Гаусса.
3.2.3.1. Гауссов 0.85, Гауссов 0.391 – гауссовы сглаживающие фильтры, у которых матрицы ядра K(i,j), имеют размер 3×3, а параметр σ имеет, соответственно, величину 0.85 и 0.391.
3.2.3.2. Гауссов 0.625, Гауссов 1.0 – гауссовы сглаживающие фильтры, у которых матрицы ядра K(i,j), имеют размер 5×5, а параметр σ имеет, соответственно, величину 0.625 и 1.0.
4. Градиентные фильтры
4.1. Градиентные фильтры используются для выделения границ объектов, для подчеркивания и усиления локальных неоднородностей, посредством выделения их границ.
4.2. К градиентным фильтрам относятся: − Горизонтальный фильтр Превита; − Вертикальный фильтр Превита; − Горизонтальный фильтр Собеля; − Вертикальный фильтр Собеля.
4.2.1. Вертикальный фильтр Превита производит дифференцирование в горизонтальном направлении (по оси X) и усреднение в вертикальном (по оси Y). Горизонтальный фильтр Превита производит дифференцирование в вертикальном направлении (по оси Y) и усреднение в горизонтальном (по оси X).
4.2.2. Вертикальный фильтр Превита выделяет границы объектов, расположенные в вертикальном направлении. Горизонтальный фильтр Превита выделяет границы объектов, расположенные в горизонтальном направлении.
4.2.3. Горизонтальный фильтр Собеля и вертикальный фильтр Собеля являются модификацией аналогичных фильтров Превита, они действуют, подобным образом, но в меньшей степени сглаживают изображение.