فیلترهای بالاگذر، پائین گذر در حوزه مکانی

LowHigh_Pass_Filters_F

   بطور کلی در هر تصویر دو دسته پیکسل با فرکانس بالا و پایین وجود دارند. پیکسل فرکانس پایین پیکسلی است که اختلاف شدت روشنایی آن پیکسل با پیکسل های همسایه اش کم باشد ( نقاط آرام تصویر ). در مقابل پیکسل فرکانس بالا پیکسلی است که اختلاف شدت روشنایی آن پیکسل با پیکسل های همسایه اش زیاد باشد ( لبه ها و نویزها ).

برای انجام تبدیلات در هر دو حوزه مکانی و فرکانس از فیلترها استفاده می کنیم .فیلترها به دو دسته تقسیم می شوند:

فیلترهای پایین گذر ( Low Pass Filter ) : که با عبور از پیکسل های با فرکانس کم ، بر روی پیکسل های با فرکانس بالا تغییرات ایجاد می کنند. نتیجه اعمال فیلترهای پایین گذر ، تصویری آرام خواهد بود ( لبه ها و نویزها تا حدودی آرام می شوند )

تصویر سمت راست : تصویر مات شده پس از اعمال فیلتر

تصویر سمت راست : تصویر مات شده پس از اعمال فیلتر

فیلترهای میانگین، مد، میانه از جمله فیلترهای پایین گذر هستند که برای مات کردن تصویر و یا حذف نویز استفاده میشوند.

ساده ترین نوع فیلترهای پایین گذر فیلترهای میانگین می باشند. یک فیلتر میانگین m*n شامل ضرایبی مثبت می باشند که همه این ضرایب بر عکس مجموع کل ضرایب فیلتر ضرب می شوند به عبارت دیگر همه عناصر ماسک مقداری برابر با معکوس n*m خواهند داشت. به عنوان مثال یک فیلتر میانگین 3 * 3 به صورت زیر مشخص می شود:

LH_Filters_05

تصویر آرام شده مذکور با استفاده از همین ماسک تبدیل شده است. برای مات کردن بیشتر تصویر از ماسک های بزرگتری با سایز m*n باید استفاده کرد که مقادیر همه عناصر ماسک برابر با معکوس m*n خواهد بود. بدیهی است هرچه اندازه ماسک بزرگتر باشد، زمان بیشتری برای پردازش تصویر نیاز خواهد بود.

در زیر فیلتر آرام کننده دیگری که به فیلتر پایین گذر گاوس ( Gaussian ) مشهور است ، نمایش داده شده است :

LH_Filters_08

فیلترهای بالاگذر ( High Pass Filter ) : که با عبور از پیکسل های با فرکانس بالا ، بر روی پیکسل های با فرکانس پایین تغییرات ایجاد می کنند. اعمال فیلتر بالاگذر نیز تصویری با جزئیات بیشتر به دست می آید. به این فیلترها آشکارکننده لبه ها نیز میگویند.

تصویر سمت راست : تصویر تیز شده پس از اعمال فیلتر

تصویر سمت راست : تصویر تیز شده پس از اعمال فیلتر

 

فیلتر تیرکننده :
همانطور که بررسی کردیم، فیلترهای تیز کننده برای نمایان کردن بیشتر جزئیات تصویر به کار می روند. ساده ترین فیلتر تیزکننده یک ماسک 3*3 است که مقادیر آن به صورت زیر تعیین می گردند:

LH_Filters_06

علاوه بر فیلترهای تیز کننده لاپلاسین دو نوع فیلتر تیزکننده دیگر نیز وجود دارد که از آن ها می توان برای تیز کردن تصاویر استفاده کرد. این فیلتر ها که آن ها را فیلترهای لاپلاسین ترکیبی می نامیم به صورت زیر هستند:

فیلتر تیزکننده لاپلاس 1

فیلتر تیزکننده لاپلاس 1

فیلتر تیزکننده لاپلاس 2

فیلتر تیزکننده لاپلاس 2

 

فیلترهای تیزکننده لاپلاس نسبت به روش اول جزئیات بیشتری از تصویر را مشخص می کنند. به عنوان مثال تصویر زیر نتیجه اعمال فیلترهای تیزکننده مذکور را نشان می دهند:

LH_Filters_03

LH_Filters_04

 

فیلترهای لاپلاس، Sobel، Prewitt و گرادیان نیز از جمله فیلترهای مشتقی و آشکارساز لبه ها هستند.

نویسنده : | ۱۳۹۴-۸-۶ ۱۰:۱۱:۱۶ +۰۰:۰۰ آبان ۸م, ۱۳۹۴|RS, آموزش|۸ دیدگاه

درباره نویسنده :

زهرا رضایی

کارشناس نقشه برداری و کارشناس ارشد سنجش از دور و سیستمهای اطلاعات مکانی.
rezaee.ncc [at] gmail.com

۸ ديدگاه

  1. talebi ۱۳۹۵/۰۶/۰۴ در ۴:۴۶ ب.ظ- پاسخ دادن

    سلام و خیلی ممنون از راهنمایی خوبتون
    دلیل نشان ندادن نقشه های دارای یک مختصات چی می تواند باشد؟
    قبلا یکسری نقشه توپوگرافی از نقشه DGN در آوردم ولی الان که دوباره یک شیت دیگری را درآوردم و می خواهم به نقشه های اولیه اضافه کنم نشان داده نمی شود. بهتر بگم نقشه توپوگرافی جدید در کنار دیگر نقشه ها نه خود را نشان میدهد و نه نقشه های دیگر در کنار این نقشه نشان داده می شوند.
    کلا سیستم مختصات نقشه ها را یکی می کنم و حتی برای dataframe هم سیستم مختصات تعریف می کنم. نقشه توپوگرافی جدید فقط به تنهایی نشان داده می شود و یا با دیگر نقشه های جدید نشان داده می شود.
    من قبلا چند تا شیت در آوردم و با نقشه های دیگر هم تلفیق کردم حتی بدون اینکه سیستم مختصات تعریف کنم.
    ممکن به تنظیمات ArcGIS ربط داشته باشد؟

    بی نهایت ممنون

    • حسن واعظی
      حسن واعظی ۱۳۹۵/۰۶/۰۵ در ۱۲:۲۱ ق.ظ- پاسخ دادن

      سلام
      به احتمال زیاد مشکل از سیستم تصویر است. لطفاً مراحل گفته شده در این مطلب را انجام دهید.
      اگر مشکل حل نشد فایلهایتان را برای من بفرستید تا بررسی کنم.

  2. talebi ۱۳۹۵/۰۶/۰۳ در ۴:۱۱ ب.ظ- پاسخ دادن

    با سلام
    از ابزار Aggregate استفاده شد ولی در صورتی که از این ابزار استفاده می شود اندازه سلول ها وقتی از میانگین 3 استفاده می شود 3 برابر می شود.
    ابزار دیگه ای در ArcGIS برای کار فیلتر میانگین وجود ندارد که اندازه سلول ها را تغییر ندهد؟

    ممنون از راهنماییتون

    • حسن واعظی
      حسن واعظی ۱۳۹۵/۰۶/۰۳ در ۴:۵۲ ب.ظ- پاسخ دادن

      حق با شماست. پاسخ من درست نبوده است.
      در ArcToolbox و در قسمت Spatial Analyst Tools و در بخش Neighborhood دو ابزار با نامهای Filter و Focal Statistics وجود دارند که اولی برای اعمال فیلترهای 3×3 و بعدی برای اعمال فیلترهای بزرگتر میتوانند کمکتان کنند.
      البته فکر میکنم با این وجود هم برخی از فیلترها مثل لاپلاس را نتوان با این ابزارها انجام داد.
      موفق باشید

  3. talebi ۱۳۹۵/۰۶/۰۱ در ۱۱:۰۹ ق.ظ- پاسخ دادن

    با سلام

    کار فیلتر میانگین را در ArcGIS دقیقا چه ابزاری انجام می دهد؟ ابزاری به اسم Filter هست که فقط به صورت پیش فرض فیلتر بالا و پایین دارد. من می خواهم فیلتر میانگین مثلا 3* 3 در GIS انجام بدهم.

    ممنون می شوم راهنمایی بفرمایید.

    • حسن واعظی
      حسن واعظی ۱۳۹۵/۰۶/۰۱ در ۲:۳۳ ب.ظ- پاسخ دادن

      سلام
      در ArcToolbox و در قسمت Spatial Analyst و در بخش Generalization ابزاری با نام Aggregate برای این کار در نظر گرفته شده است.
      برای فیلتر 3 تایی میانگین گزینه cell factor را برابر 3 قرار داده و گزینه Aggregation technique را بر روی MEAN تنظیم کنید.
      موفق باشید

  4. علی ۱۳۹۴/۱۰/۱۱ در ۱۱:۵۶ ب.ظ- پاسخ دادن

    این اعداد داخل ماتریس چطور بدست اورده شده من عددی که میزارم اصلا جور در نمیاد با چه اعدادی کار شده؟ برای لاپلاس مخصوصا

    و در ارام کننده ها هم هر چه ماتریس رو ام در ان رو بزرگتر کنیم همونطور هم عدد کوچکتر باید بشه این درست هست یا نه؟

    • حسن واعظی
      حسن واعظی ۱۳۹۴/۱۰/۱۴ در ۶:۴۴ ق.ظ- پاسخ دادن

      به منظور طراحی فیلتر لاپلاس، اگر تصویر ورودی مجموعه گسسته ای از پیکسلها باشد، باید یک کرنل کانولوشن گسسته که تقریبا مشتق دوم لاپلاسین میباشد را تعریف کنیم.
      معمولا دو کرنل برای لاپلاسین استفاده میشوند که در این کرنلها از علامت منفی بعلت اینکه این حالت متداولتر است استفاده میشود، ولی در عین حال با علامت مثبت هم میتوان فیلتر لاپلاس را معرفی نمود.
      جزئیات بیشتر در کتاب پردازش تصویر گنزالس و یا در آدرس http://homepages.inf.ed.ac.uk/rbf/HIPR2/log.htm موجود میباشد.

      در فیلترهای مات کننده نیز هر چه سایز ماتریس فیلتر یعنی m*n بزرگتر باشد، مات کنندگی تصویر بیشتر بوده و تصویر خروجی تغییرات بیشتری نسبت به تصویر اولیه خواهد داشت.

ثبت ديدگاه

*

code