I filtri grafici

Novembre 2016
Il filtraggio di un'immagine consiste nell'applicare una trasformazione (detta filtro) a tutta o ad una parte dell'immagine digitale applicando un operatore.


Tipi di filtri grafici

I filtri si distinguono in diversi tipi:


I filtri passa basso, che attenuano le componenti dell'immagine con un'alta frequenza (pixel scuri). Questo tipo di filtro è generalmente usato per attenuare il rumore dell'immagine, tanto da parlare di lisciatura. I filtri mediani sono dei tipi di filtri a passo basso il cui principio è di fare la media dei valori dei pixel vicini. Il risultato di questo filtro è un'immagine più sfocata.

I filtri passa alto, contrariamente a quelli passa basso, attenuano le componenti di bassa frequenza e soprattutto permettono di accentuare i dettagli e il contrasto, ragione per cui è talvolta usato il termine di filtro di accentuazione.

I filtri passa banda, permettono di ottenere la differenza tra l'immagine originale e quella ottenuta con l'applicazione di un filtro passa basso.

I filtri direzionali, applicano una trasformazione secondo una data direzione. Viene detto, altri modo, filtraggio adattativo, riferendosi con questo a tutte le operazioni di filtraggio che hanno una tappa preventiva di selezione dei pixel.

Che cos'è un filtro grafico

Un filtro è una trasformazione matematica (detta prodotto di convoluzione) che permette, per ogni pixel della zona in cui si applica, di modificare il proprio valore in funzione dei valori dei pixel vicini, dotati di coefficienti.

Il filtro è rappresentato da una tabella (matrice), caratterizzata dalle sue dimensioni e coefficienti, il cui centro corrisponde al pixel considerato. I coefficienti della tabella determinano le proprietà del filtro. Ecco un esempio di filtro 3 x 3:

1 1 1
1 4 1
1 1 1


Ed ecco il prodotto della matrice immagine, generalmente molto grande dato che rappresentando l'immagine iniziale (tabella dei pixel) per il filtro si ha una matrice corrispondente all'immagine elaborata.

Nozione di rumore

Il rumore si compone di parassiti o interferenze di un segnale, cioè le parti del segnale deformate localmente. In altre parole, il rumore di un'immagine designa i pixel dell'immagine la cui intensità e molto diversa da quella dei pixel vicini. Il rumore può avere diverse cause, tra cui l'ambiente in cui viene adattata l'immagine, la qualità del sensore e la qualità del campione.

Smoothing

Viene detto smoothing (in italiano riduzione di rumore o filtro anti-rumore) l'operazione di filtraggio che punta ad eliminare il rumore da una data immagine.

L'operazione di smoothing, nello specifico, consiste nell'attenuare l'effetto a scala prodotto dai pixel sul bordo di una forma geometrica è detta attivazione d'effetto (in inglese anti-aliasing).

Accentuazione

L'accentuazione (o rumore) è l'esatto contrario dello smoothing e designa quell'operazione che punta ad accentuare le differenze tra i pixel vicini. L'accentuazione, infatti, può permettere di mettere in risalto i limiti tra le zone omogenee dell'immagine ed è così detta estrazione dei contorni (anche bordatura o rialzo dei contorni).

Dithering

Il dithering (o halftoning) è una tecnica che consiste nell'alternare dei motivi geometrici che usano pochi colori, detti "halftone", per simulare un colore più elaborato.

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