2021/03/12

画像のフィルタ処理(エッジフィルタ)

はじめに

新人ムラ太
新人ムラ太

前回は「画像のフィルタ処理(カーネル) 」について教えてもらいました。
白ひげのおじさんではないことは分かったものの、カーネルについてはまだよくわかっていないです。

オカ先生
オカ先生

カーネルは、とても重要なのでしっかり覚えていきましょう。
今回はカーネルを使ったフィルタ処理「エッジフィルタ」についてです。

新人ムラ太
新人ムラ太

なんだかいやらしい感じですね。。

オカ先生
オカ先生

はい、変な想像しないこと!エッジフィルタについて説明します。

エッジフィルタとは

エッジフィルタとは、黒から白、白から黒など画像の明るさが急激に変化する部分(エッジ)を強調するフィルタ処理です。
縦方向、横方向、縦と横の両方向を強調するエッジフィルタがあります。

縦方向のエッジ強調は横線が残るような画像となります。

エッジフィルタ_base_1

横方向のエッジ強調は縦線が残るような画像となります。

エッジフィルタ_base_2

縦と横両方向のエッジを強調するフィルタもあります。

エッジフィルタ_base_3

エッジフィルタでは、図のようなカーネル係数がよく使用されます。

エッジフィルタ_base_4

図は横方向エッジを強調するエッジフィルタの演算イメージです。
カーネル係数と画像を積和演算した結果がエッジフィルタ処理後の画像です。
横方向の明るさが急激に変化する部分がエッジとして抽出されます。青色の部分がエッジです。

エッジフィルタ_base_5

エッジフィルタは、ノイズを含んだ画像の場合はノイズも強調されてしまうので注意が必要です。

エッジフィルタ_base_6

やってみよう

「画像G」に縦方向と横方向のエッジフィルタ処理を行います。
「画像H」では縦方向のエッジが強調され、「画像I」では横方向のエッジが強調されています。

エッジフィルタ_sample_1
エッジフィルタ_sample_2

次に「画像J」に両方向のエッジフィルタ処理を行います。
「画像K」では、文字や線などの輪郭が縦方向、横方向共に強調されています。

エッジフィルタ_sample_3

このようなエッジフィルタを使用した処理をエッジ検出またはエッジ抽出と呼び、物体の輪郭抽出などによく使用されます。

まとめ

新人ムラ太
新人ムラ太

なんかエッジフィルタをかけると、画像が味気ない感じになってしまいますね。

オカ先生
オカ先生

画像って情報がたくさんあるから画像処理をするときは、必要な情報だけを抽出することが重要だよ!ムラ太くんもエッジだけ取り出してみよう!!

新人ムラ太
新人ムラ太

あらら、なんかノイズが強調されてせっかくの男前が。。

オカ先生
オカ先生

エッジフィルタの欠点はノイズを強調してしまうことなんですよね!
その辺りの対処法は、次回ノッキー先生から説明してもらいます!

Point
  • エッジフィルタとは、画像のエッジを強調するフィルタ処理である。

  • 物体の輪郭を抽出できる反面、ノイズを強調してしまうので注意が必要である。

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