フィルタリング(Filtering)
フィルタリング(Filtering)は、画像処理において、画像に対して特定の操作を適用して情報を変更または強調する処理手法です。フィルタリングは、画像のノイズ除去、エッジ検出、画像のぼかし、特定の特徴の強調など、さまざまな目的で使用されます。
画像フィルタは、画像に適用される特定の操作や変換を表す数学的な関数です。フィルタは通常、画像上を移動するウィンドウ(カーネルまたはマスクとも呼ばれます)として表現されます。ウィンドウは、画像の各ピクセルに対して適用され、そのピクセル周辺の情報を使用して新しいピクセル値を計算します。
一般的なフィルタリング手法には以下のようなものがあります:
-
平滑化フィルタ(スムージングフィルタ): 画像のノイズを減少させるために使用されます。ピクセルの周囲の値の平均や中央値を計算し、その値を新しいピクセル値として割り当てます。
-
エッジ検出フィルタ: 画像中のエッジ(物体の境界や特徴の変化)を検出するために使用されます。エッジ検出フィルタは、画像中のピクセルの輝度勾配やラプラシアンなどの特徴を計算します。
-
シャープニングフィルタ: 画像の鮮明さを強調するために使用されます。シャープニングフィルタは、元の画像と平滑化フィルタを組み合わせることで、エッジをより強調します。
-
高域強調フィルタ: 画像の高周波成分を強調し、画像の鮮明さを向上させます。元の画像から低周波成分(平滑化された部分)を減算することで実現されます。
フィルタリングは、画像の特定の特徴を強調するためにも使用されます。例えば、特定の色空間での色の境界を検出するためのカラーフィルタリングや、テクスチャ特徴の抽出のためのテクスチャフィルタリングなどがあります。