Filtro Passa Alta?
Filtro passa alta, você acabou de encontrar artigo definitivo sobre o tema.
Com a leitura do mesmo você aprenderá:
- O que é o filtro passa alta;
- O que é a filtragem de imagens;
- Quais os diferentes tipos de filtragem existentes e;
- Materiais de estudos para você se aprofundar.
Prossiga a leitura com máxima atenção, pois o conteúdo é ouro puro.
Filtro passa alta
Fonte: http://www.csr.ufmg.br/geoprocessamento/publicacoes/cursopdi.pdf
No processamento digital de imagens, dependendo das características que devem ser ressaltadas, uma série de técnicas podem ser utilizadas.
Uma destas técnicas é o filtro passa alta. Para entendermos o mesmo, precisamos primeiramente entender o que é a filtragem de imagens.
No caso, a produção deste artigo nada mais é do que uma adaptação de parte do conteúdo do capítulo 11 do livro “Introdução ao Processamento de Imagens de Sensoriamento Remoto“.
Todos os créditos devem ir para os autores do mesmo.
O que é a filtragem de imagens
Fonte da imagem: https://treinamentomaratona.wordpress.com/2016/06/08/aula-1-problema-filtragem-de-imagens/
Em qualquer imagem sempre é observado uma forte interdependência da vizinhança espacial dos valores dos pixels, porque os alvos na natureza tendem a mostrar uma homogeneidade dentro de certos espaços.
Essa interdependência pode ser utilizada para realçar de forma seletiva detalhes geométricos da imagem, como as bruscas mudanças ou bordas entre áreas aparentemente homogêneas, que na realidade se configuram como limites.
Mas também observamos nas imagens a presença de feições que marcam, por assim dizer, o rompimento desta interdependência, e que não parecem estar associadas a limites ou bordas de áreas, e que neste caso são identificadas como ruídos.
As técnicas de processamento que atuam no sentido de realçar as bordas ou limites e de reduzir a presença dos ruídos, são denominadas de filtragens.
Filtro passa alta – Os diferentes tipos de filtragem de imagens existentes
Existe a filtragem no domínio espacial e a filtragem no domínio da frequência que usa o conteúdo do espaço global da imagem.
No caso da filtragem no domínio espacial, existem 3 tipos de filtros:
- Filtro passa baixa: filtro que ressalta as estruturas maiores na imagem;
- Filtro passa alta: filtro que ressalta as estruturas de detalhe na imagem e;
- Filtro banda passante: ressalta parte das maiores e menores estruturas da imagem.
O que é um filtro passa alta
Um filtro passa alta tende a realçar os detalhes da imagem, o que implica em realçar os componentes de alta frequência espacial. Para isso, o filtro remove os componentes de baixa frequência de uma imagem enquanto retém os de alta frequência (variações locais).
Isso pode realçar bordas entre diferentes áreas, como também aguçar as variações de brilho da imagem. Utiliza-se um kernel com alto valor central e com valores negativos circundantes.
Tamanho da janela utilizada em um filtro passa alta
Um filtro passa alta somente podem ter dimensões impares (3 x 3, 5 x 5, e maiores).
Quanto maior for o tamanho da janela ou da máscara mais se enfatizam as altas frequências espaciais, ou seja, os detalhes geométricos da imagem.
Às vezes, filtros maiores que 100 x 100 pixels são usados para seletivamente eliminar alguns tipos de baixa frequência, como sombreamentos.
Na figura abaixo são mostrados duas máscaras de tamanhos 3 x 3 e 5 x 5. A soma dos pesos é igual a zero, o que remove a média local e produz uma imagem a qual mede o desvio do sinal de entrada em relação à média local.
Quando a máscara é aplicada em regiões homogêneas de uma imagem o resultado será zero ou um valor digital muito baixo, enquanto que nas regiões não homogêneas o resultado é um realçamento, o que é consistente com o princípio da filtragem passa alta.
A aplicação deste tipo de filtro pode resultar em números digitais negativos. Isso é automaticamente corrigido pelos algoritmos, que aplicam após a convolução uma normalização dos valores digitais para o intervalo de quantização da imagem.
Na figura abaixo é mostrado o efeito do filtro passa alta 3 x 3 em uma imagem do visível, com o objetivo de destacar o limite ou efeito de borda entre a área de vegetação de mata de galeria e o cerrado.
Observe na grade de pixels da área indicada pela seta branca na imagem original, a transformação dos valores dos níveis de cinza que foi obtida com a
filtragem na área limite das duas vegetações.
Entretanto, quando o objetivo é fazer uma interpretação visual temática da imagem, é desejável reforçar os componentes de alta frequência que representam os detalhes da imagem, sem eliminar totalmente os componentes de baixa frequência.
Nesse caso, utiliza-se um filtro passa alta multiplicado por um fator de amplificação, que é escrito na forma:
Exemplos desses filtros passa alta amplificados são mostrados na imagem abaixo.
A soma de seus pesos é igual a 1, o que significa que a imagem de saída tem a mesma média ND da imagem de entrada (preserva a baixa frequência), enquanto a quantidade de realce obtido é proporcional a K.
A escolha do valor K depende do grau de realçamento que é desejado. No exemplo da figura acima foi aplicado um fator de amplificação K=2.
Materiais de estudos sobre filtragem de imagens
No caso, conforme informei anteriormente, este artigo se baseou no capítulo 11 do livro “Introdução ao Processamento de Imagens de Sensoriamento Remoto“.
O mesmo pode ser baixado gratuitamente a partir deste link.
Crosta, A.P. também produziu um material muito bom a respeito. Segue o mesmo:
Um outro material muito bom sobre o tema existe no site da UFSC. o mesmo pode ser acessado neste link.
É isso por este artigo. Gratidão por você ter lido o mesmo. 🙏
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