Тиснение изображения

Тиснение изображения — это метод компьютерной графики , при котором каждый пиксель изображения заменяется либо светом, либо тенью, в зависимости от границ светлого/темного исходного изображения. Низкоконтрастные области заменяются серым фоном. Отфильтрованное изображение будет представлять скорость изменения цвета в каждом месте исходного изображения. тиснения Применение фильтра к изображению часто приводит к тому, что изображение напоминает тиснение исходного изображения на бумаге или металле, отсюда и название.

Технические детали

Фильтр тиснения, также называемый фильтром разницы направлений, ^[1] улучшит края в направлении выбранных масок свертки. Когда применяется фильтр тиснения, матрица фильтра находится в состоянии свертки с той же квадратной областью на исходном изображении. Таким образом, требуется большой объем вычислений, когда размер изображения или размер маски фильтра тиснения велики. Фильтр тиснения повторяет расчет, закодированный в матрице фильтра, для каждого пикселя изображения; сама процедура сравнивает соседние пиксели на изображении, оставляя отметку там, где обнаружено резкое изменение значения пикселя. Таким образом, метки образуют линию, повторяющую контур объекта. В результате получается рельефное изображение с выделенными краями.

Четыре основных маски фильтра тиснения:

$\left({\begin{array}{rrr}0&+1&0\\0&0&0\\0&-1&0\end{array}}\right)$

$\left({\begin{array}{rrr}+1&0&0\\0&0&0\\0&0&-1\end{array}}\right)$

$\left({\begin{array}{rrr}0&0&0\\+1&0&-1\\0&0&0\end{array}}\right)$

$\left({\begin{array}{rrr}0&0&+1\\0&0&0\\-1&0&0\end{array}}\right)$

В зависимости от необходимости улучшить детали кромок с разных сторон, мы также можем вращать маски фильтра тиснения, например:

$\left({\begin{array}{rrr}-1&0&0\\0&0&0\\0&0&+1\end{array}}\right)$

$\left({\begin{array}{rrr}0&0&-1\\0&0&0\\+1&0&0\end{array}}\right)$

Чтобы контролировать глубину краев, мы можем увеличить маски фильтра тиснения, например:

$\left({\begin{array}{rrrrr}+1&0&0&0&0\\0&+1&0&0&0\\0&0&0&0&0\\0&0&0&-1&0\\0&0&0&0&-1\\\end{array}}\right)$

Пример

К исходной фотографии применяются два разных фильтра тиснения. Изображение (a) является результатом применения фильтра 5×5 с +1 и -1 в горизонтальном направлении, который подчеркивает вертикальные линии. Изображение (b) — результат фильтра 5×5 с +1 и -1 в вертикальном направлении; он подчеркивает горизонтальные линии. Поскольку сумма элементов данной матрицы фильтра тиснения равна нулю, выходное изображение имеет почти полностью черный фон, и видны только края. Добавление значения яркости 128 (половина диапазона 0–255) к каждому пикселю создает окончательные отображаемые изображения с серым фоном:

Пример фотографии с горизонтальным и вертикальным тиснением