digitale Filterung
Eine Grundfunktion von rasterbasierten Bildverarbeitungssystemen zur Veränderung von Bildstrukturen, die sich nicht in den Grauwerten einzelner Pixel, sondern in den Grauwertrelationen benachbarter Pixel ausdrücken. Grundsätzlich dient als Filter eine Koeffizientenmatrix, mit deren Hilfe ein kleiner Bereich des Eingabebildes auf einem einzelnen Bildpunkt des Ausgabebildes abgebildet wird. Der Filter muß dann über das ganze Bild 'laufen' und das Eingabebild mathematisch 'falten'.
Digitale Filterung - Schematische Darstellung
Für jedes Element des Ausgabebildes wird ein Grauwert berechnet, indem man die Werte eines kleinen Bereiches des Eingabebildes mit den Koeffizienten der 'Filtermatrix' (in der Abb. die 3 x 3 Elemente f1 bis f9) multipliziert und aufaddiert. In der Regel ist das Ergebnis auf die Grauwertskala zwischen 0 und 255 zu normieren. Für die Randelemente kann die Operation nicht durchgeführt werden. Deshalb ist das Ausgabebild etwas kleiner als das Eingabebild. (vgl. Abb.)
Digitale Filterung - Schematische Darstellung  Quelle: Albertz 2007 |
Die Wirkungsweise von Filtern kann sehr verschieden sein. Viele Bildverarbeitungssysteme bieten aber eine Reihe von Standardfiltern an, zu denen sich zusätzlich weitere Filter interaktiv editieren lassen.
Für die digitale Filterung ergeben sich erfahrungsgemäß vier Hauptanwendungsgebiete:
- allgemeine Bildverbesserung
- Bildentzerrung
- Extraktion von geometrischen Bildinhalten
- Mustererkennung
Filter haben immer die Aufgabe, Erwünschtes von Unerwünschtem zu trennen. Ihre Wirkungsweise kann sehr verschieden sein und hängt von der Größe der Filtermatrix und von den gewählten Koeffizienten ab. Für die Praxis der Fernerkundung sind Hochpassfilter und Tiefpassfilter besonders wichtig.
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