神奇的卷积核

HarmonyOS

  1、啥也不做

  大家可以看到啥了吗?这个滤波器啥也没有做,得到的图像和原图是一样的。因为只有中心点的值是1。邻域点的权值都是0,对滤波后的取值没有任何影响。

  2、图像锐化滤波器

  图像的锐化和边缘检测很像。首先找到边缘,然后把边缘加到原来的图像上面,这样就强化了图像的边缘,使图像看起来更加锐利了。这两者操作统一起来就是锐化滤波器了,也就是在边缘检测滤波器的基础上,再在中心的位置加1,这样滤波后的图像就会和原始的图像具有同样的亮度了,但是会更加锐利。

  我们把核加大,就可以得到更加精细的锐化效果

  另外,下面的滤波器会更强调边缘:

  最简单的3x3的锐化滤波器如下:

  实际上是计算当前点和周围点的差别,然后将这个差别加到原来的位置上。另外,中间点的权值要比所有的权值和大于1,意味着这个像素要保持原来的值。

  3、边缘检测

  我们要找水平的边缘,需要注意的是,这里矩阵的元素和是0,所以滤波后的图像会很暗,只有边缘的地方是有亮度的。

  为什么这个滤波器可以寻找到水平边缘呢?因为用这个滤波器卷积相当于求导的离散版本。你将当前的像素值减去前一个像素值,这样你就可以得到这个函数在这两个位置的差别或者斜率。下面的滤波器可以找到垂直方向的边缘,这里像素上和下的像素值都使用:

  再下面这个滤波器可以找到45度的边缘,取-2不为了什么,只是为了让矩阵的元素和为0而已。

  那下面这个滤波器就可以检测所有方向的边缘:

  为了检测边缘,我们需要在图像对应的方向计算梯度。用下面的卷积核来卷积图像,就可以了。但在实际中,这种简单的方法会把噪声也放大了。另外,需要注意的是,矩阵所有的值加起来要是0。

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