Edard Osada Wyłady z geodezji i geoinformatyi Kontrast i filtracja obrazó WYDAWNICTWO NAUKOWE
Dru ubliacji yonano zgodnie z oryginałami testó tablic i rysunó dostarczonych rzez autora formacie PDF. Wydaca nie onosi odoiedzialności za ich treść formę i styl. Recenzent:... Coyright by autor Edard Osada 9 Materiały te są jeszcze oracoaniu...
Sis treści Wstę. Kontrast. Filtracja rzestrzenna. Filtry ogólne. Filtry yryające raędzie 5. Filtry reduujące szum 6. Filtry uleszające 7. Filtry testuralne 8. Filtr rozciągania ontrastu 9. Filtry radaroe Literatura
Wstę Geodezja jest nauą o omiarach Ziemi yonyanych celu yznaczenia ształtu i ymiaru jej części lub całości yznaczenia ola siły cięŝości i ruchu obrotoego Ziemi ja rónieŝ sorządzania ma załadania rajoego systemu informacji geograficznej GIS oraz yorzystania do róŝnych rac inŝyniersich i gosodarczych. KsiąŜi z serii Wyłady z geodezji i geoinformatyi zaierają odstaoe informacje dotyczące nielacji tachimetrii osnó geodezyjnych rachunu yrónaczego geodezji fizycznej satelitarnej i inŝynieryjnej astronomii geodezyjnej fotogrametrii teledetecji saningu laseroego i radaroego rajoego systemu informacji geograficznej grafii omuteroej izualizacji D systemó geoinformacyjnych GIS. Tematya jest ilustroana rzyładami rogramach omuteroych. Treści te są yładane na ierunu studió geodezja i artografia oraz na studiach odylomoych Systemy Informacji Geograficznej GIS. Treścią odręcznia Kontrast i filtracja obrazó są metody ustalania ontrastu i oraiania jaości obrazu rzez usunięcie rzyadoych załóceń iseli ygładzenie obrazu i zmocnienie treści obrazu ja rónieŝ metody yryania raędzi. Metody te mają zastosoanie do obrazó cyfroych taich ja zdjęcia satelitarne i lotnicze oraz sanoane may aieroe. KsiąŜi są ydruami ersji eletronicznych naisanych rogramie Mathcad. Oisy metod omiaroych i rogramó obliczeń są ilustroane rzyładami liczboymi. Czytelni dysonujący ersją eletroniczną i rogramem Mathcad moŝe yonyać łasne obliczenia edług oisanych rogramó doonyać modyfiacji ja rónieŝ isać na tej odstaie łasne rogramy obliczeń.
Kontrast Wyśietlenie obrazu rogramach TNTmis i Mathcad Do badania i rozciągania ontrastu czytany jest rogramie TNTmis obraz RED.bm zamieszczony atalogu TNT_9_SamleData/Color/Sthelens.rvc (rys...). Rys... Obraz ten jest jednocześnie czytany do rogramu Mathcad (rys...): := 5
f := READ_IMAGE ("Filtracja.RED.bm" ) f = 5 6 7 9 7 7 6 8 5 8 8 7 9 5 7 8 5 7 5 9 5 5 7 8 6 f Rys... min( f) = max( f) = 55 mean( f) = 7 stdev( f) = 7 Linioe rozciągnięcie ontrastu Wartości iseli f oreślające stonie szarości obrazu czarnobiałego zmieniają się zyle zaresie - 55 gdzie oznacza olor czarny natomiast 55 - biały (rys...). Obraz oazany na rys... jest bardzo ciemny co oznacza Ŝe ystęuje znaczna rzeaga iseli o artości zbliŝonej do. Zatem obraz nie jest yraźny - ontrastoy jeŝeli ystęuje rzeaga iseli o stoniach szarości nieielim zaresie enątrz ełnego rzedziału zmienności - 55. Graficznie ilustruje to histogram obrazu. Jest to yres tóry uazuje ile iseli osiada taą samą artość jasności f (rys...). Na yresie idać rzesunięcie znacznej części iseli ierunu oloru czarnego. Piseli bardzo jasnych o artości oyŝej 8 jest na tym obrazie nieiele. Obrazy o słabym ontraście charateryzują się ąsim histogramem tóremu odoiada mała artość odchylenia standardoego. Histogram nic nie mói o tym ja oszczególne isele są rozłoŝone obrazie. Oznacza to Ŝe róŝne obrazy mogą mieć odobnie yglądające histogramy. H := histogram( 56 f) Liczba iseli 5 5 5 Stonie szarosci f Rys.... 6
Rys... Kontrast tego obrazu moŝna oraić rzez rozciągnięcie histogramu (rys...5): rzyisanie artości 55 szystim iselom osiadającym stonie szarości n. > 8 rzyisanie artości szystim iselom osiadającym stonie szarości n. < rzeształcenie linioe zaresu zmienności ozostałych iseli - 8 na zares ełny - 55. Obraz rzeształcony 55 Obraz ejścioy 55 8 Przeształcenie LINIOWE zaresie -8 Rys...5 7
Algorytm linioego rozciągnięcia ontrastu z roadzonym zaresem - 8 (rys...5) ma ostać (rys...6-7): i :=.. ros( f) j :=.. cols( f) := Linioe i j := if f i j < 55 if f i j > 8 f i j 55 8 otherise Linioe = 5 6 7 7 5 5 5 59 7 5 57 5 5 5 6 57 7 7 56 59 5 5 5 56 57 65 56 8 5 5 59 5 8 8 56 5 6 9 Linioe min( Linioe) = max( Linioe) = 55 stdev( Linioe) = 55 mean( Linioe) = 9 Rys...6 H Linioe := histogram( 55 Linioe) Liczba iseli 5 5 5 Stonie szarosci f Rys...7 Nielinioe rozciągnięcia ontrastu Linioe rozciągnięcie ontrastu zmacnia obraz jednaoo odanym zaresie - 8. Dostęne rogramie TNTmis rzeształcenia nielinioe Normalizujące Wyrónanujące Wyładnicze Logarytmiczne i Narysoane rzez uŝytonia umoŝliiają zmacnianie ontrastu róŝnym stoniu ybranych zaresach z zadanego rzedziału. Linie yresó tych rzeształceń (rys...5-6) o najięszym nachyleniu odoiadają najięszemu ontrastoi. W tych rzyadach histogram jest rónieŝ rozszerzony ale jednocześnie bardziej słaszczony - yrónany. 8
Kontrast obrazu zrasta na szczycie histogramu a maleje na jego ońcach bardziej są uyulone ciemniejsze mniej idoczne obszary obrazie (rys.....6). Rys...8 Rys...8 9
Rys...9 Rys...
Przeształcenia Wyładnicze Logarytmiczne i Narysoane rzez uŝytonia są oarte na funcjach analitycznych natomiast Wyrónanie jest oarte na histogramie zbiorczym - sumuloanym C f (rys...): L := 56 N := cols( f) ros( f) :=.. 55 h H := C f ( ) := i = h i C f ( ).7..8. 9 L N C f( ) Rys... Rys... Porzez saloanie (L-)/N histogramu zbiorczego do artości z zaresu ( 55) gdzie L = 56 - liczba oziomó N = 9 - liczba iseli otrzymuje się jedną z ostaci funcji do nielinioego rzeształcenia obrazu (rys...5..-): m :=.. ros( f) n :=.. cols( f) Wyrónanie m n := trunc L N C f trunc f m n ( ( )) Wyrónanie = 5 6 7 75 8 8 8 6 6 75 88 7 7 8 98 75 66 75 9 85 8 8 9 9 78 8 9 8 55 9 8 66 5 Wyrónanie min( Wyrónanie) = max( Wyrónanie) = 55 stdev( Wyrónanie) = 7 mean( Wyrónanie) = 8 Rys...
H Wyrón := histogram( 56 Wyrónanie) Liczba iseli 5 5 5 Stonie szarosci f Rys...5
Filtracja rzestrzenna Filtracja rzestrzenna Filtracja rzestrzenna oznacza oeracje rzeroadzane na ojedynczych omórach rastra rzez działania algebraiczne na sąsiednich iselach. Na rzyład filtr średnia aŝona zmienia odstającą artość oryginalnego obrazu 9 środu ona o ymiarze na artość - bardziej rzystającą do ozostałych otaczających artości ystęujących tym onie (rys..). Masa filtru F = W/6 średnia aŝona (macierz ag W) 6 Obraz oryginalny P = Wyni slotu (F P): noa artość zastęująca 9 Zastosoania Rys.. Filtry są uŝyane do: oraiania jaości obrazu szczególności rzez: - usunięcie rzyadoych załóceń iseli - ygładzenie obrazu - zmocnienie treści obrazu yryania raędzi. Klasy filtró rogramie TNT Program TNTmis yróŝnia 6 las filtró rzestrzennych dostęnych anelu Filtracje rzestrzenne (rys..): ogólne yryające raędzie uleszające reduujące szumy radaroe i testuralne. Do filtró rzestrzennych zaliczany jest rónieŝ filtr rozciągania ontrastu adatacja loalna dostęny anelu Rozciąganie ontrastu. Filtry te są rzedstaione olejnych rozdziałach.
Rys..
Filtry ogólne Filtry ogólne rogramie TNTmis Klasa filtró ogólnych dostęnych rogramie TNTmis (rys..) zaiera standardoe sosoby filtroania czyli filtry dolnorzeustoe i górnorzeustoe tym filtr yostrzający. Wczytany obraz n. TMNOISY (rys..) moŝe być filtroany całości lub części zaleŝnie od yboru ocji Wszysto lub Poligon menu Filtr (rys..). Efet filtroania moŝna rzeglądać onie Test yśietlenia (rys..) tóre uazuje się o yborze ocji Testuj menu Filtroanie (rys..). W onie tym moŝna za omocą oligonu lub rostoąta zaznaczyć obszar testoy i tylo dla niego rzeroadzać filtroanie za omocą ocji Filtruj / Przyróć (rys..-6). Rys.. 5
Zaznacz obszar Filtruj Przyróć Obraz yjścioy (rys..) Rys.. Filtr dolnorzeustoy - średnia Rys.. Rys.. 6
Filtr górnorzeustoy Filtr górnorzeustoy - yostrzenie Rys..5 Rys..6 Filtr średnia Na rysunach.7.8 oazany jest oięszeniu fragment obrazu (rys..). Pisele o artościach 85 i 9 (rys..8) yraźnie odstają od ozostałych. Wygładzenie obrazu orzez łagodniejsze o mniejszym sou rzejścia między sąsiadującymi iselami oraz usunięcie odstających artości nazyanych szumem moŝna osiągnąć rzez uśrednienie artości aŝdego isela biorąc od uagę isele sąsiadujące. Na rzyład onie obrazu o ymiarach iseli zaznaczonym na rys..8 filtr Średnia (rys..7) zastęuje artość oryginalną 9 artością średnią 5 (rys..9). 9 Masa filtru F = W/9 średnia (macierz ag W) Obraz oryginalny P = 5 Wyni slotu (F P): noa artość zastęująca 9 Rys..7 7
Rys..8 Rys..9 Efet działania filtru średnia na obrazie rzedstaionym na rys... rzy załoŝeniu masi iseli jest oazany na rys.... Więsze ygładzenie obrazu moŝna uzysać ustalając masę filtra o szeroości i długości 5 5 7 7 9 9 lub menu Rozmiar (rys...9). 8
Rys.. Filtr średnia aŝona (gaussosi) Średnia arytmetryczna zyła rzyisuje szystim iselom z otoczenia interoloanego isela jednaoe agi róne jedności (rys..7) ich ły na yznaczaną artość średniej jest jednaoy. Rys.. 9
W rzyadu średniej arytmetycznej aŝonej aŝdemu iseloi moŝna nadać inną agę referując ten sosób isele tóre będą miały najięszy ły na yznaczaną artość średnią. Zyle najięszą agę rzyisuje się iseloi środoemu ona n. ozostałe isele otrzymują agi n. i - malejące ze zrostem odległości od tego isela (rys..). Tego tyu filtr jest nazyany filtrem gaussosim. W rozatryanym rzyładzie (rys..) filtr Średnia aŝona zastęuje artość oryginalną 9 artością średnią (rys..). Filtry dolnorzeustoe Jedną z charaterysty obrazu jest częstotliość rzestrzenna oreślona jao liczba zmian artości iseli na jednostę długości dla doolnego rzeroju obrazu (rys...). Częstotliość rzestrzena obrazu: zeroa nisa ysoa = () P = 9 9 9 () P = (8) 5 6 P = = 5 = Rys.. Filtry dolnorzeustoe szczególności średnia zyła rzeuszczają fragmenty obrazu o nisiej częstotliości a tłumią fragmenty obrazu o ysoiej częstotliości (rys..). Oryginalny obraz (rys..) zostaje ygładzony i ozbaiony szumu (rys..). Filtry górnorzeustoe Filtry górnorzeustoe na rzyład: = 9 F = 5 F = 5 F =.7.7 6.8.7.7 F rzeuszczają i zmacniają fragmenty obrazu o ysoiej częstotliości a tłumią fragmenty obrazu o nisiej częstotliości.
Na rzyład onie obrazu o ymiarach iseli zaznaczonym na rys..8 filtr górnorzeustoy (średnia aŝona) (rys..) zastęuje artość oryginalną 9 artością średnią (rys..). Masa filtru F = W/.5 średnia aŝona (macierz ag W).5 Obraz oryginalny P = Wyni slotu (F P): noa artość zastęująca 9 Rys.. Rys.. Elementy obrazu (rys..) o duŝej częstotliości zostają yraźnie uyulone ontrast zostaje oraiony (rys..5). Filtr yostrzający Znaczne yostrzenie obrazu moŝna uzysać za omocą filtru rzyisującego bardzo duŝą agę iseloi yznaczanemu środoemu. Na rzyład onie obrazu o ymiarach iseli zaznaczonym na rys..8 filtr yostrzający (średnia aŝona) (rys..) zastęuje artość oryginalną 9 artością średnią 57 (rys..5).
Masa filtru F = W/ średnia aŝona (macierz ag W) Obraz oryginalny P = 57 Wyni slotu (F P): noa artość zastęująca 9 Rys.. Rys..5
Filtry yryające raędzie Filtry yryające raędzie rogramie TNTmis Klasa filtró yryających raędzie dostęnych rogramie TNTmis zaiera filtry: Sobela Robertsa Preitta oraz umoŝliia zdefinioanie filtru łasnego (rys..). Efet działania tych filtró na obrazie a (rys..) jest oazany na rysunach.-6 natomiast ois tych i innych filtró stosoanych do yryania raędzi odany jest dalszej części tego odrozdziału. Rys..
Rys.. Filtr gradientoy Sobel Rys..
Filtr gradientoy Roberts Rys.. Filtr gradientoy Preitt Rys..5 5
Filtr gradientoy Chen Rys..6 Filtry róŝnicoe Wyryanie raędzi umoŝliia oreślenie ołoŝenia ształtu i ymiaró obietó obrazu rastroego. Kraędź znajduje się tam gdzie jasność obrazu czarno-białego zmienia się z nisiej do ysoiej artości i odrotnie. W zaleŝności od rofilu ionoego raędzi zmiany jasności mogą nastęoać linioo lub sooo (rys..7). Profile ionoe raędzi dachoy linioy schodoy ramoy Rys..7 Najrostsze i najszybsze filtry yryające raędzie yznaczają masymalną artość z róŝnic bezzględnych artości iseli otaczających badany isel. Filtr róŝnicoy homogeniczny ydziela 8 otaczających iseli onie o ymiarze x (rys..8) artością yjścioą jest masimum bezzględnych artości róŝnic między artościami tych iseli a artością isela środoego. 6
- - olumny iersze Filtr homogeniczny -- - - } max{ P = Obraz Obraz raędzi Rys..8 Filtr róŝnicoy ydziela ary z otaczających iseli onie o ymiarze x artością yjścioą jest masimum bezzględnych artości róŝnic między iselami: górny ley - dolny ray górny środoy - dolny środoy górny ray - dolny ley ray środoy- ley środoy (rys..9). - - olumny iersze Filtr róŝnicoy -- - - } max{ = P Obraz Obraz raędzi Rys..9 Filtr gradientoy Preitt Filtr gradientoy Preitt działa na zasadzie róŝnicoej ierunach ionoym i oziomym. Filtr ten orzysta z gradientu G = grad() artości iseloej tóry jest etorem rostoadłym do yryanej raędzi (rys..). 7
olumny iersze -- - Pochodna ionoa = = = Pochodna ozioma = = = - - - Gradient i jego artość: G = grad ( ) = [ ] G = G = P F P F Rys.. Sładoe gradientu Preitta G = grad() zaierają dodatoo sąsiednie ochodne (rys..): Masa gradientu ionoego Preitt F Obraz oryginalny P Sładoa ionoa gradientu Preitt = F P = -9 Masa gradientu oziomego Preitt F Obraz oryginalny P Sładoa ozioma gradientu Preitt = F P = 5 Gadient Preitt: G := 9 5 G = 9 Rys.. Efet działania filtru Preitt na obrazie rzedstaionym na rys.. jest oazany na rys..5 oraz o oięszeniu (rys..) na rys... 8
Wyryana raędź budynu Rys.. Filtr gradientoy Preitt Rys.. 9
Filtr gradientoy Sobel Filtr działa na zasadzie róŝnicoej analogicznie ja filtr Preitt ierunach oziomym i ionoym jedna rzyisuje ięszą - odojoną agę róŝnicom środoym jest ięc bardziej uŝyteczny do yryania raędzi diagonalnych niŝ oziomych czy ionoych (rys..). Masa gradientu ionoego Sobel F Obraz oryginalny P Sładoa ionoa gradientu Sobel = F P = -8 Masa gradientu oziomego Sobel F Obraz oryginalny P Sładoa ozioma gradientu Sobel = F P = 566 Gadient Sobel: G := 9 5 G = 9 Rys.. Efet działania filtru Sobel na obrazie rzedstaionym na rys.. jest oazany na rys.. oraz o oięszeniu (rys..) na rys..5. Filtr gradientoy Sobel Rys..5
Filtr gradientoy Frei-Chen Filtr działa na zasadzie róŝnicoej analogicznie ja filtry Preitt i Sobel ierunach oziomym i ionoym jedna rzyisuje ośrednią zględem tych filtró agę róŝnicom środoym (rys..6). Masa gradientu ionoego Chen F Obraz oryginalny P Sładoa ionoa gradientu Chen = F P = Masa gradientu oziomego Chen F Obraz oryginalny P Sładoa ozioma gradientu Chen = F P = -77 Gadient Sobel: G := 9 5 G = 9 Rys..6 Efet działania filtru Chen na obrazie rzedstaionym na rys.. jest oazany na rys..6 oraz o oięszeniu (rys..) na rys..7. Filtr gradientoy Chen Rys..7
Filtr gradientoy Roberts Filtr działa na zasadzie róŝnicoej odobnie ja filtry Preitt i Sobel jedna rzy załoŝeniu ojedynczych róŝnic ierunach diagonalnym i orzecznym - transersalnym (rys..8-9). olumny iersze -- - Pochodna transersalna t = = t d Pochodna diagonalna = = d = = Gradient Robertsa: G = grad ( ) = [ ] d t G = G = d t P F P Ft d Rys..8 Masa gradientu diagonalnego Roberts F Obraz oryginalny P = 5 Sładoa diagonalna gradientu Roberts = F P Masa gradientu transersalnego Roberts F Obraz oryginalny P = -8 Sładoa transersalna gradientu Roberts = F P Gadient Sobel: G := 9 5 G = 9 Rys..9
Efet działania filtru Roberts na obrazie rzedstaionym na rys.. jest oazany na rys..6 oraz o oięszeniu (rys..) na rys... Filtr gradientoy Roberts Rys.. Filtr Lalasjan yryający raędzie Efetem działania filtró gradientoych oartych na ierszej ochodnej są yryane dość szeroie raędzie zaierające iele iseli szczególnie rzyadu rofili dachoych i ramoych. Pojaiają się zatem roblemy z identyfiacją iseli środoych raędzi. Filtry oarte na hesjanie - macierzy drugich ochodnych roadzą do leszych rezultató tym zględzie yryają raędzie e szystich ierunach raędzie są bardziej yostrzone orónaniu z innymi filtrami. Przyładem jest filtr Lalace'a (rys..): F = tóry moŝe być rozszerzony na ono o ięszym ymiarze n. 5 5 7 7.
- = - = ) ( = = = olumny iersze = = ) ( = = = P F = = = LP Lalasjan: Pochodne ionoe Pochodne oziome Pochodna cząstoa ionoa Pochodna cząstoa ozioma Rys.. Filtr yostrzający raędzie Obraz z yostrzonymi raędziami uzysiany jest yniu odjęcia oryginalnego obrazu od obrazu utorzonego za omocą filtru Średnia.
5 Filtry reduujące szum Filtry reduujące szum rogramie TNTmis Klasa filtró Reducja szumó dostęnych rogramie TNTmis zaiera filtry standardoe (rys. 5.): Mediana Modalny Olimijsi Mediana ielooziomoa P-Mediana Adatacyjna średnia P-Mediana. Efet działania tych filtró na ybranym odobszarze obrazu TMNOISY (rys. 5.) jest oazany na rysunach 5.-8 natomiast ois tych filtró odany jest dalszej części tego odrozdziału. Rys. 5. 5
Rys. 5. Obraz yjścioy (rys. 5.) Filtr Mediana Rys. 5. Rys. 5. 6
Filtr Olimijsi Filtr Mediana ielooziomoa Rys. 5.5 Rys. 5.6 Filtr P-Mediana (A =.) Filtr Adatacyjna średnia P-Mediana Rys. 5.7 Rys. 5.8 Mediana W onie obrazu filtr Mediana zastęuje artość oryginalną 9 (rys. 5.9) artością środoą osortoanego szeregu 7 5 5 6 9 róną 5 (rys. 5.9). Efet działania filtru Mediana na obrazie rzedstaionym na rys. 5. jest oazany na rys. 5.. 7
Rys. 5.9 Rys. 5. Modalny W onie obrazu filtr Modalny zastęuje artość oryginalną 9 (rys. 5.9) artością najczęściej ystęującą tym onie (durotnie) róną 5 (rys. 5.9). 8
Obrazy o lasyfiacji n. CLS_ISODATA atalogu filter/cb_class zaierają często szereg rozrzuconych na obrazie suień o nieieliej liczbie iseli załócających obraz (rys. 5.). Efet działania filtru modalnego usuającego załócenia i oraiającego lasyfiację oazany jest na rys. 5.. Obraz yjścioy (CLS_ISODATA) Filtr Modalny Olimijsi Rys. 5. Rys. 5. W onie obrazu filtr Olimijsi zastęuje artość oryginalną 9 (rys. 5.9) artością średnią o odrzuceniu artości masymalnej 9 i minimalnej (rys. 5.): Rys. 5. 9
Parametr filtra A = (rys. 5.) umoŝliia odrzucanie A-srajnych artości masymalnych i minimalnych. Dla A = odrzucana jest jedna srajna artość minimalna i masymalna. Rys. 5. Efet działania filtru Olimijsi na obrazie rzedstaionym na rys. 5. rzy załoŝeniu masi iseli oraz artości arametru A = (rys. 5.) jest oazany na rys. 5.5. Mediana ielooziomoa W onie obrazu (rys. 5.9): filtr Mediana ielooziomoa zastęuje artość oryginalną 9 medianą (rys. 5.5) trzech artości: środoej 9 oraz masymalnej i minimalnej z median yznaczonych czterech ierunach: oziomym ionoym diagonalnym orzecznym Mediana = 5 Mediana = Mediana = 5 Mediana =
Rys. 5.5 Efet działania filtru Mediana ielooziomoa na obrazie rzedstaionym na rys. 5. rzy załoŝeniu masi iseli jest oazany na rys. 5.6. P-Mediana W onie obrazu (rys. 5.9): filtr P-Mediana zastęuje artość oryginalną 9 artością średnią aŝoną (rys. 5.6) z artości środoej 9 oraz średniej.5 z median 6 i yznaczonych ierunach: oziomy-ionoy diagonalny-orzeczny Mediana = 6 Mediana = Średnia z median =.5 A =... - aga artości środoej - A - aga średniej z median Suma ag = N. dla A :=. średnia aŝona ynosi A 9 ( A).5 = 9.
Rys. 5.6 Efet działania filtru P-Mediana na obrazie rzedstaionym na rys. 5. rzy załoŝeniu masi iseli oraz arametru A =. (rys. 5.7) jest oazany na rys. 5.7. Rys. 5.7
6 Filtry uleszające Filtry uleszające oraiają jaość obrazu rzez yostrzenie raędzi i naroŝnió z ygładzeniem oierzchni enętrznych. Więszość z nich usua rónieŝ załócenia obrazu. Klasa filtró uleszających dostęnych rogramie TNTmis zaiera filtry (rys. 6.): Voltera/Unshar: arametr filtru A rzyjmuje artości. -. dla A zbliŝonego do minium. otrzymuje się obraz realistyczny z acetoalnym yostrzeniem (rys. 6.-) natomiast dla A >.5 obraz ma ysoi ontrast (rys. 6.5). Kontrast loalny: da arametry A o zaresie.-9.99 i B o zaresie.-. umoŝliiają uzysanie obrazu o oŝądanym ontaście (rys. 6.6) Dolny-górny-środoy (LUM) da arametry A o zaresie - 5 i B o zaresie - umoŝliiają uzysanie obrazu o oŝądanym ontaście (rys. 6.7) Porónanie i ybór (CS - Comarision and Selection) arametr filtru A zaresie - (standard A = ) umoŝliia otrzymanie obrazu z yostrzonymi raędziami i ygładzonymi oierzchniami enętrznymi (rys. 6.8) WMMR-MED (Weighted Majority ith Minimum Range-MEDian): arametr filtru A zaresie - umoŝliia otrzymanie obrazu o oŝądanym ygładzeniu i yostrzeniu raędzi (rys. 6.9). Rys. 6.
Rys. 6. Obraz yjścioy (rys. 6.) Filtr Voltera/Unshar: A =. Rys. 6. Rys. 6.
Filtr Voltera/Unshar: A =. Filtr Kontrast loalny: A =. B =. Rys. 6.5 Rys. 6.6 Filtr Dolny-górny-środoy A = B = Filtr Porónanie i ybór CS: A = Rys. 6.7 Rys. 6.8 5
Filtr WMMR-MED: A =. Rys. 6.9 6
7 Filtry testuralne Filtry testuralne uŝyają loalne statystyczne zmienności jasności obrazu dla uyulenia testury. Przeształcony obraz moŝe być uŝyty do dalszych analiz taich ja segmentacja obrazu lub jao dodatoy sładoy raster automatycznej lasyfiacji obrazó. Klasa filtró testuralnych dostęnych rogramie TNTmis zaiera filtry (rys. 7.) tórych działanie jest oazane na obrazie yjścioym oazanym na rys. 7.-: Odchylenie standardoe: rozatryanym rzyładzie obraz ynioy jest czarny Teager (rys. 7.) Zares arametr A o zaresie. - 9.99 (standard A = ) umoŝliiają uzysanie obrazu o oŝądanym rozładzie testury (rys. 7.5-7) Rys. 7. 7
Rys. 7. Obraz yjścioy (rys. 7.) Filtr Teager Rys. 7. Rys. 7. 8
Filtr Zares A =. Filtr Zares A = 5. Rys. 7.5 Rys. 7.6 Filtr Zares A = 8. Rys. 7.7 9
8 Filtr rozciągania ontrastu Do filtró rzestrzennych zaliczany jest rónieŝ filtr rozciągania ontrastu adatacja loalna dostęny anelu Rozciąganie ontrastu (rys. 8.). Rys. 8. Filtr Loalne adatacyjne rozciągnięcie ontrastu LACE (Locally Adative Contrast Enhancement; Wallis filter) rzeroadza rzestrzennie-zmienne rozciąganie ontrastu na obszarze obrazu czarnobiałego oloroego lub ielozaresoego. Filtr ten jest szczególnie uŝyteczny rzyadu jednoczesnego ystęoania duŝych jasnych i ciemnych obszaró na obrazie n. haaii/il_img/ila (rys. 8.-). W taim rzyadu globalne metody rozciągania ontrastu (linioe i inne) nie mogą dać oŝądanych ynió. Filtr LACE yrónuje artości jasności aŝdym loalnym obszarze rzy zadanych arametrach (rys. 8.): rozmiar ona filtra oŝądana średnia i odchylenie standardoe oraz czynni aŝony i granica zrostu (zysu). Ta rocedura oraia loalnie ontrast jednocześnie reduuje ontrast między jasnymi i ciemnymi obszarami (rys. 8.). 5
Obraz yjścioy Filtr: Loalne adatacyjne rozciągnięcie ontrastu LACE Rys. 8. Rys. 8. 5
9 Filtry radaroe oracoaniu... Filtr Sigma........ Filtr adatacyjny Kuan Filtr adatacyjny Kuan uzględnia statystyczne łaściości artości iseli artość średnią m i odchylenie standardoe σ. ruchomym onie obrazu: P = Filtroana artość P isela środoego ma ostać: P = m(- ) gdzie jest agą obliczoną na odstaie szystich artości iseli onie P: rzy czym: C I C C = C u I u σ = - sółczynni załócający szum m Filtr adatacyjny multiliatyny Lee Filtr adatacyjny multiliatyny Lee ma ostać analogiczną ja filtr Kuan rzy czym aga jest oreślona nastęująco: = C C u I 5
Filtr adatacyjny Forst Filtroana artość P isela środoego ona obrazu P ma ostać średniej aŝonej: P *F P = N gdzie filtr Forst F = zaiera radialne agi iseli: ( r) = e σ a*( ) r m rzy czym: r - odległość isela od isela środoego a - arametr N - suma ag (elementó macierzy F) Filtr adatacyjny addytyny Lee Filtr ygładza dane obrazoe bez usuania raędzi lub yostrzania obietó na obrazie. zachouje raędzie i usua szum o ysoiej częstotliości jest często stosoany do filtracji danych radaroych. Wartość isela środoego ona obrazu: P = jest rzeształcana na gdzie P = m a( - m) var( ) a = var( ) α oraz: m - średnia artość iseli obrazu P var() - ariancja artości iseli obrazu P α - addytyne załócenie ariancji Filtr adatacyjny multiliatyny Lee 5
Filtr zachouje raędzie i usua szum o ysoiej częstotliości jest często stosoany do filtracji danych radaroych. Wartość isela środoego ona obrazu P jest rzeształcana na gdzie P = m a( - βm) m var( ) / u a = var( ) / m oraz: m - średnia artość iseli obrazu P var() - ariancja artości iseli obrazu P β - multiliatyne załócenie średniej Filtr adatacyjny addytyno-multiliatyny Lee Filtr zachouje raędzie i usua szum o ysoiej częstotliości jest często stosoany do filtracji danych radaroych. Wartość isela środoego ona obrazu P jest rzeształcana na gdzie P = m a( - βm -α) m var( ) / u a = var( ) / m oraz: m - średnia artość iseli obrazu P var() - ariancja artości iseli obrazu P β - multiliatyne załócenie średniej α - addytyne załócenie średniej 5