2021/04/09

画像のフィルタ処理(メディアンフィルタ)

はじめに

新人ムラ太
新人ムラ太

前回はソーベルフィルタについて教えてもらいました!
ソーベルフィルタはノイズを減らしてエッジ抽出できるんですよね。

ファルコ先生
ファルコ先生

ムラ太くんも、ちょっと技術者っぽくなってきましたね。
今回は、ランクフィルタといわれるフィルタ処理の中のメディアンフィルタについて学びましょう!

新人ムラ太
新人ムラ太

もしやと思いますが、ノッキー先生、オカ先生、自分のイケメン度をランク付けするんじゃないですよね?

ファルコ先生
ファルコ先生

さてどんな処理かしら、お楽しみね!

メディアンフィルタとは

メディアン(中央値)フィルタは、周辺画素値の大小比較を行って中央値の画素に変換するフィルタ処理です。

メディアンフィルタ_base_1

図はメディアンフィルタの演算イメージです。
画像とカーネルが重なった領域の画素値を比較し、その領域内での中央値を変換後画素とします。
この演算を画像の全画素に対して行います。

メディアンフィルタ_base_2

メディアンフィルタは、画像に含まれるノイズを除去する目的で使用されます。
「画像C」のような強いノイズの場合もノイズを除去できます。

メディアンフィルタ_base_3

メディアンフィルタをやってみよう

色々な画像に、メディアンフィルタをかけてみましょう。
14記事目の平均化フィルタでは、ノイズは除去できましたが全体がぼやけた画像になりました。
一方、メディアンフィルタは、画像全体がぼやけることなくノイズ除去できていることが分かります。

メディアンフィルタ_sample_1
メディアンフィルタ_sample_2
メディアンフィルタ_sample_3

まとめ

新人ムラ太
新人ムラ太

画素を並べ替えて中央値に置き換えると、ごま塩みたいなノイズが消えちゃうんですね。不思議です。

ファルコ先生
ファルコ先生

周辺より極端に大きい値や小さい値の画素がノイズなのよ。だから、中央値に置き換えることでノイズがなくなるの!

新人ムラ太
新人ムラ太

なるほど~、画素を並べ替えた時にノイズは最大値や最小値になるので、あえて中央値に置き換えるんですね!
自分は周辺のイケメン度ランキングは1位なんですけど、ノイズ源にはならないようにしたいですね。

ファルコ先生
ファルコ先生

そっ、そうなのね。。
イケメン度ランキングのカーネルサイズが気になるわね。。

Point
  • メディアンフィルタはカーネル内の中央値に変換する処理である

  • ごま塩のようなノイズを除去するのに有効である

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