エッジ保持平滑化フィルタの代表である,バイラテラルフィルタ(bilateral filter)についての説明です.ボックスフィルタやガウシアンフィルタなどの平滑化フィルタを用いて処理を行うと,画像を滑らかにすることができました. ただ,これらのフィルタを用いると,問答無用で画像がボケてしまいます.(結果の画像は,ガウシアンフィルタでご覧いただけます.) 平滑化は本来,ノイズなどを除去するために行われるものです.しかし,それによって画像がボケてしまい,画像がもつ特徴や,鮮明さが失われてしまっては,意味がありません. この平滑化により発生するボケを防ぐために考案されたものが,今回紹介するバイラテラルフィルタ1)C. Tomasi and R. Manduchi, “Bilateral Filtering for Gray and Color Images, ” in Proc. IEEE In
こんばんは.大量更新中. 今回はバイラテラルフィルタについて. バイラテラルフィルタ(bilateral filter)は,非線形フィルタです.f(i, j)に対応するg(i, j)はExp.1で表されます. Exp.1 バイラテラルフィルタ かなりごちゃごちゃとした式です.σ1とσ2はパラメータです. このフィルタの効果はなかなか面白いです.ある領域の画素値の近いもの同士が,同じ画素値をもつようにまとめられていきます.このフィルタを繰り返し適用するとイラスト風の画像が生成されます. まず,Fig.1に示すノイズの入った画像で試してみます. Fig.1 サンプル(ノイズ画像) この画像に対し,平均化フィルタを適用したものをFig.2,さらにもう一度適用したものをFig.3に示します.平均化されているので,ノイズは低減されていますが,中央縦のエッジがかなり鈍っています. Fig.2 平均化フ
概要 Gaussian Blur (ガウシアンブラー) と Bilateral Filter (バイラテラルフィルタ) のメモです. 主にプログラマ向けの内容です. 参考文献 "A Gentle Introduction to Bilateral Filtering and its Applications" SIGGRAPH 2007 http://people.csail.mit.edu/sparis/bf_course/ "Screen Space Fluid Rendering for Games" Simon Green. NVidia. GDC 2010 http://developer.download.nvidia.com/presentations/2010/gdc/Direct3D_Effects.pdf Gaussian Blur の場合 ピクセル(p)の近傍ピクセル
確かに処理結果を見てみると、ガウシアンフィルタが最も高周波成分を除去できているように 思います。 なぜ、そうなるのか? 本には数式においても、この効果が証明できるような事が書いてありましたが、ちょっと難しいので、 カーネルの値について見てみたいと思います。 そもそも、ある特定の周期の成分を消すためには、どうすれば良いか?というと、 周期の半分の離れた2点のデータを平均していけば、その周波数の成分を消す事が出来ます。 ここで、画像で表すことのできる最も高い周波数は 明 暗 明 暗 明 暗 明 暗 明 暗 明 暗 明 暗 明 暗 明 暗 となる2画素周期のパターンで、このパターンを消すためには、隣り合う2画素の輝度値を 平均すると、画像データから最も高周波の成分を除去する事が出来ます。 しかし、隣り合う2画素の平均の結果は、画素間の位置の輝度値を示してしまうので、 この平均のさらに平均値を取り
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