Filtros de caixa para processamento de imagem
Esta calculadora online permite que você processe a imagem com o filtro de caixa selecionado ou utilize o seu próprio filtro de caixa.
A calculadora online a seguir permite que você aplique um filtro de caixa a uma imagem. Para fazer isso, o manual Filtros de caixa apresenta diversos filtros conhecidos: para nitidez, detecção de bordas, desfoque, anti-aliasing ou suavização, relevo e desfoque gaussiano. Você consegue aplicá-los imediatamente à imagem e visualizar o resultado. Além disso, a calculadora exibe a matriz do kernel e o multiplicador do filtro de caixa selecionado. Além do mais, você pode definir o seu próprio filtro de caixa - através da especificação da matriz do kernel e o multiplicador. Como exemplo, eu uso um filtro de caixa que seleciona linhas verticais na imagem. A operação do filtro pode ser aplicada de forma separada para cada canal do modelo RGB: vermelho, verde e azul. Você pode ler mais sobre os filtros de caixa abaixo da calculadora.
Filtros de caixa
Os filtros de caixa são um tipo de filtro utilizado no processamento de imagem. Se descrevermos o filtro de caixa de forma simples, ele pode ser descrito como o cálculo de um novo valor de pixel com base nos valores dos pixels que estão ao redor. Matematicamente falando, cada filtro é um caso especial de uma convolução discreta de uma função bidimensional sobre outra função bidimensional.
Se decifrarmos a fórmula acima, acabamos descobrindo que para calcular o novo valor de um pixel com coordenadas (i, j) , todos os pixels são tomados em alguma vizinhança de i - n0 a i - n1 horizontalmente e de j - m0 a j - m1 verticalmente, o valor de cada um deles é multiplicado por alguma função g, na maioria das vezes constante, os resultados da multiplicação são somados e o resultado da soma é atribuído ao pixel (i, j) . O resultado é frequentemente normalizado, por exemplo, por meio da divisão da soma pela área da vizinhança (número de pixels tomados para a soma). Isso pode ser demonstrado através da introdução de um fator de 1/A na frente da soma na fórmula acima.
Vamos observar o exemplo do filtro de média mais simples. Nossa tarefa aqui é calcular a média do valor do pixel em relação aos pixels vizinhos. A vizinhança de um pixel é um quadrado 3x3 centralizado no próprio pixel. Para calcular a média do valor do pixel, você deve somar os valores de todos os 9 pixels que caem no quadrado e normalizar por meio da divisão pela área do quadrado - 9.
Sendo assim, podemos dizer que nossa função g é constante:
e escrever a operação de convolução da seguinte forma, retirando o fator 1/9.
Filtros de caixa geralmente são escritos como uma matriz, onde a própria matriz é referida como o kernel (núcleo) do filtro de caixa. Para o nosso filtro de média, o registro será da seguinte forma:
Utilizando kernels distintos, incluindo aqueles com coeficientes zero e negativos, você consegue obter efeitos bastante interessantes, o que é demonstrado pela calculadora acima.
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