فیلترهای مکانی یا Spatial Filter، به گونه ای روی یک تصویر اعمال می شوند که مقدار پیکسل را با توجه به مقدار پیکسل های همسایگی آن تغییر می دهند. مثلا می توان مقدار یک پیکسل را با اعمال یک فیلتر میانگین، برابر مقدار میانگین هشت پیکسل همسایگی آن قرار داد.
فیلترها به دو نوع خطی و غیرخطی تقسیم می شوند :
فیلترهای خطی :
نوع خطی را کانولوشن مکانی هم می گویند. در بکارگیری فیلترهای خطی، همسایگی های یک پیکسل با وزن های مشخص شده با هم جمع می شوند و نرمالایز می شوند و به عنوان مقدار پیکسل قرار داده می شوند. برای مشخص کردن وزن ها از یک ماتریس استفاده می کنیم ، به ماتریسی که در این بخش استفاده می کنیم ماتریس وزن ها (ضرایب)، ماسک، کرنل، پنجره، ماسک فیلتر و … گفته می شود. ابعاد همسایگی با ابعاد ماتریس مشخص است. مثلا اگر می خواهیم مقدار یک پیکسل مرکزی را متناسب با وزن های خاصی از هشت همسایگی آن بدست آوریم، کافی است یک ماتریس سه در سه شامل مقادیر وزن ها تعریف کرده و نظیر به نظیر در همسایگی ها ضرب کرده و جمع آن ها را به عنوان مقدار پیکسل مرکزی قرار می دهیم.
بطور کلی از جمع وزن دار همسایگی های یک پیکسل ، مقدار جدیدی برای آن پیکسل بدست می آید بنابراین این نوع از فیلترها را خطی می نامیم.
فیلترهای غیرخطی :
نوع دیگر فیلترهای پردازش تصویر، فیلترهای غیر خطی هستند. در استفاده از فیلترهای خطی، تمامی پیکسلهای تصویر تحت تاثیر ضرایب قرار میگیرند برای اجتناب از این مشکل از فیلترهای غیر خطی میتوان استفاده کرد. در این نوع، مقدار یک پیکسل همسایگی را براساس ویژگی خاص به عنوان مقدار پیکسل مرکزی درنظر میگیریم. مثلا میتوان مقدار ماکزیمم همسایگی را به عنوان مقدار مرکزی درنظر گرفت.
از انواع فیلترهای غیر خطی نیز میتوان به فیلترهای میانه و مد اشاره نمود.
فیلتر میانه فیلتر پایین گذری ست که از یک همسایگی m * n استفاده می کند و روش کار آن نیز به این صورت است که کل همسایگی ها را به صورت صعودی مرتب کرده و عنصر وسط اعداد مرتب شده را انتخاب و جایگزین پیکسل مرکزی می کند. لازم به ذکر است که فیلتر پایین گذر میانه برای حذف نویز فلفل نمکی ( Salt & Pepper ) می تواند مورد استفاده قرار گیرد. شکل زیر تصویر نویزداری ( نویز فلفل نمکی ) را نشان می دهد که با استفاده از فبلتر میانه ارتقا یافته است.
فیلتر مد هم با استفاده از یک پنجره با سایز مشخص بمنظور حذف نویز از تصویر بکار میرود. در این نوع فیلتر، ارزش یک پیکسل به پرتکرارترین یا عمومی ترین DN میان پیکسل های مجاورش مجدداً تخصیص می یابد.
در تصویر فوق، مقدار ارزش پیکسل مرکزی باید 77 شود چراکه این ارزش عددی، بالاترین تکرار را در این پنجره دارد.
