Penyaringan dan Peningkatan Citra

Penyaringan dan peningkatan citra memodifikasi nilai piksel untuk menekan derau (noise), mempertajam detail, atau meningkatkan citra untuk tampilan atau analisis lebih lanjut.

Definition

Penyaringan citra adalah transformasi citra dengan menggabungkan setiap piksel dengan tetangganya sesuai dengan suatu aturan, dan peningkatan adalah penggunaan transformasi tersebut untuk meningkatkan kualitas persepsi atau analitik.

Scope

Topik ini mencakup penyaringan linier dengan konvolusi termasuk penghalusan Gaussian dan penajaman, analisis filter dalam domain frekuensi, filter nonlinier seperti filter median dan bilateral yang mempertahankan tepi, peningkatan kontras berbasis histogram, dan pertukaran antara penghilangan derau dan pelestarian detail.

Core questions

• Bagaimana derau dikurangi tanpa mengaburkan detail penting?
• Bagaimana perilaku filter dalam domain frekuensi?
• Kapan filter nonlinier lebih disukai daripada filter linier?
• Bagaimana kontras citra ditingkatkan?

Key concepts

• Kernel konvolusi
• Penghalusan Gaussian
• Penyaringan domain frekuensi
• Penyaringan median
• Penyaringan bilateral
• Ekualisasi histogram

Key theories

Penyaringan konvolusi linier

Mengkonvolusi citra dengan kernel mengimplementasikan penghalusan, penajaman, dan peningkatan tepi, dan teorema konvolusi menghubungkan operasi spasial ini dengan perkalian dalam domain frekuensi, menjelaskan frekuensi mana yang dilemahkan atau diperkuat oleh setiap filter.

Penyaringan yang mempertahankan tepi

Filter bilateral merata-ratakan piksel-piksel terdekat yang diberi bobot berdasarkan kedekatan spasial dan kesamaan intensitas, menghaluskan derau di dalam wilayah sambil membiarkan tepi yang kuat tetap utuh, tidak seperti pengaburan Gaussian biasa.

Clinical relevance

Penyaringan dan peningkatan merupakan hal rutin dalam persiapan citra medis, fotografi dan kamera ponsel pintar, penginderaan jauh, dan sebagai prapemrosesan yang meningkatkan keandalan deteksi dan pengenalan selanjutnya.

History

Teori penyaringan linier dibawa dari pemrosesan sinyal klasik ke pemrosesan citra digital tahun 1970-an; filter nonlinier yang mempertahankan tepi seperti filter bilateral muncul pada akhir 1990-an dan memengaruhi fotografi komputasi selanjutnya.

Key figures

• Carlo Tomasi
• Roberto Manduchi

Seminal works

• gonzalez2018
• tomasi1998

Frequently asked questions

Mengapa pengaburan mengurangi derau?

Derau acak bervariasi dengan cepat dari piksel ke piksel, dan merata-ratakan setiap piksel dengan tetangganya membatalkan sebagian besar variasi tersebut, meskipun juga melembutkan detail asli kecuali jika digunakan filter yang mempertahankan tepi.

Apa yang dilakukan ekualisasi histogram?

Ini mendistribusikan ulang intensitas piksel sehingga mereka mencakup rentang yang tersedia secara lebih merata, yang meningkatkan kontras dan mengungkapkan detail dalam citra yang terlihat terlalu gelap, terlalu terang, atau datar.