¿Qué es un filtro de imagen?

El filtrado consiste en aplicar una transformación (llamada filtro) a una imagen digital completa, o a una parte de ella, por medio de un operador.

Filtrado

Los tipos de filtro son los siguientes:

• Los filtros de paso bajo consisten en atenuar los componentes de la imagen con alta frecuencia (píxeles oscuros). Este tipo de filtro generalmente se usa para atenuar el ruido de una imagen; por eso usualmente se lo denomina suavizado. Los filtros promedio son un tipo de filtros de paso bajo cuyo principio es sacar el promedio de los valores de los píxeles contiguos. Con este filtro se obtiene una imagen más borrosa.
• Los filtros de paso alto, a diferencia de los filtros de paso bajo, atenúan los componentes de la imagen de frecuencia baja y en particular posibilitan acentuar los detalles y el contraste; por esa razón a veces se usa el término "filtro agudizador".
• Los filtros de paso de banda permiten que se obtenga la diferencia entre la imagen original y la que se logra aplicando un filtro de paso bajo.
• Los filtros de dirección aplican una transformación según una dirección dada.

Las operaciones de filtrado tienen una etapa preliminar de selección de píxeles denominada filtrado adaptativo.

¿Qué es un filtro?

Un filtro es una ecuación matemática (denominada producto de convolución) que permite modificar el valor de un píxel según los valores de los píxeles contiguos, con coeficientes por cada píxel de la región a la que se lo aplica.

El filtro se representa en una tabla (matriz) que se caracteriza por sus dimensiones y coeficientes, cuyo centro corresponde al píxel en cuestión. Los coeficientes de la tabla determinan las propiedades del filtro. El siguiente es un ejemplo de un filtro 3 X 3:

Por lo tanto, el producto de la matriz de la imagen, que por lo general es muy grande porque representa la imagen inicial (tabla de píxeles) por el filtro da como resultado una matriz que corresponde a la imagen procesada.

El concepto de ruido

El ruido caracteriza a las señales parásitas o de interferencia, es decir, las partes de la señal que han sido deformadas localmente. De este modo, el ruido de una imagen indica los píxeles de una imagen cuya intensidad es muy diferente de la de los píxeles adyacentes.

Hay varios factores que pueden generar ruido en una imagen:

• El medio que la rodea cuando se la adquiere.
• La calidad del sensor.
• La calidad de la muestra.

Suavizado

La operación de filtrado que se usa para eliminar el ruido de una imagen es el "suavizado" (o filtro de ruidos).

La operación de suavizado específica que consiste en evitar el efecto escalonado que producen los píxeles en el borde de una figura geométrica se denomina antiescalonamiento.

Agudización

La agudización es lo opuesto al suavizado; es una operación cuyo fin es acentuar las diferencias entre los píxeles adyacentes.

De este modo, la agudización permite resaltar los bordes entre las regiones homogéneas de la imagen y se la denomina extracción de contorno (o definición de contornos).

Difuminado

El difuminado (o procesamiento de medios tonos) es una técnica que consiste en alternar los patrones geométricos usando pocos colores, llamados "medios tonos", para simular un color más elaborado.
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