Función de convolución

Información general

La función de convolución realiza el filtrado de los valores de píxel de una imagen, lo que se puede utilizar para aumentar su nitidez, difuminarla, detectar sus ejes u otros realces basados en el kernel. Los filtros se utilizan para mejorar la calidad de la imagen de ráster al eliminar datos falsos o mejorar las entidades de los datos. Estos filtros de convolución se aplican a un kernel móvil o superpuesto (ventana o vecindad), como 3 x 3. Los filtros de convolución actúan calculando el valor de píxel en función de la ponderación de sus vecinos.

Notas

Hay varios tipos de filtros de convolución que puede seleccionar en esta función. También puede especificar un tipo Definido por el usuario y escribir sus propios valores de kernel.

Para obtener unos resultados de visualización óptimos, quizás desee redimensionar el histograma para ajustar el contraste de la imagen o el brillo a fin de resaltar entidades.

Parámetros

ParámetroDescripción

Ráster

El dataset ráster de entrada.

Tipo

Seleccione el tipo de filtrado que desee realizar Hay opciones para aumentar la nitidez, difuminar y detectar bordes. También puede definir su propio filtro basado en el kernel

Kernel

En esta tabla se muestra cómo se ponderará cada píxel en el proceso de filtrado. Esta tabla se puede editar si elige Definido por el usuario como Tipo.

Más información sobre cómo funciona la convolución

En las tablas siguientes, cada filtro se aplica a una de estas dos imágenes:

Imagen de escala de grises sin filtrar
Imagen de escala de grises sin filtrar
Imagen en color sin filtrar
Imagen en color sin filtrar

Filtros de detección de arista

Tipos de gradiente

Los filtros de gradiente se pueden utilizar para la detección de aristas en incrementos de 45 grados.

TipoDescripciónEjemplo

Gradiente este

Un filtro de 3 por 3

 1  0 -1
 2  0 -2
 1  0 -1

Resultado de gradiente este

Gradiente norte

Un filtro de 3 por 3

 -1 -2 -1
  0  0  0
  1  2  1

Resultado de gradiente norte

Gradiente noreste

Un filtro de 3 por 3

 0 -1 -2
 1  0 -1
 2  1  0

Resultado de gradiente noreste

Gradiente noroeste

Un filtro de 3 por 3

 -2 -1  0
 -1  0  1
  0  1  2

Resultado de gradiente noroeste

Gradiente sur

Un filtro de 3 por 3

  1  2  1
  0  0  0 
 -1 -2 -1

Resultado de gradiente sur

Gradiente oeste

Un filtro de 3 por 3

 -1  0  1
 -2  0  2
 -1  0  1

Resultado de gradiente oeste

Tipos Laplacian

Los filtros Laplacian se suelen utilizar para la detección de arista. Se suelen aplicar a una imagen que primero se ha suavizado para reducir su sensibilidad al ruido.

TipoDescripciónEjemplo

Laplacian 3x3

Un filtro de 3 por 3

 0 -1  0
-1  4 -1
 0 -1  0

Resultado de Laplacian 3x3

Laplacian 5x5

Un filtro de 5 por 5

 0  0 -1  0  0 
 0 -1 -2 -1  0
-1 -2 17 -2 -1
 0 -1 -2 -1  0
 0  0 -1  0  0

Resultado de Laplacian 5x5

Tipos de detección de línea

Los filtros de detección de línea, como los filtros de gradiente, se pueden utilizar para realizar la detección de arista.

Es posible que consiga mejores resultados si aplica un algoritmo de suavizado antes de un algoritmo de detección de arista.

TipoDescripciónEjemplo

Horizontal de detección de línea

Un filtro de 3 por 3

-1 -1 -1
 2  2  2 
-1 -1 -1

Resultado de Detección de línea horizontal

Diagonal izquierda de detección de línea

Un filtro de 3 por 3

 2 -1 -1
-1  2 -1
-1 -1  2

Resultado de Detección de línea diagonal izquierda

Diagonal derecha de detección de línea

Un filtro de 3 por 3

-1 -1  2 
-1  2 -1
 2 -1 -1

Resultado de Detección de línea diagonal derecha

Vertical de detección de línea

Un filtro de 3 por 3

-1  0 -1 
-1  2 -1 
-1  2 -1

Resultado de Detección de línea vertical

Tipos Sobel

El filtro Sobel se utiliza para la detección de arista.

TipoDescripciónEjemplo

Horizontal de Sobel

Un filtro de 3 por 3

-1 -2 -1
 0  0  0
 1  2  1

Resultado de Sobel horizontal

Vertical de Sobel

Un filtro de 3 por 3

-1  0  1 
-2  0  2 
-1  0  1

Resultado de Sobel vertical

Filtros de nitidez y de suavizado

Tipos de nitidez

El filtro de nitidez (paso alto) acentúa la diferencia comparativa de los valores con sus vecinos. Un filtro de paso alto calcula la estadística de suma focal de cada celda de la entrada mediante una vecindad de kernel ponderada. Resalta los límites entre entidades (por ejemplo, donde una masa de agua se une al bosque), aumentando así la nitidez de las aristas entre objetos. El filtro de paso alto se conoce como un filtro de realce de arista. El kernel del filtro de paso alto identifica qué celdas se van a utilizar en la vecindad y cuánto se van a ponderar (multiplicar por).

TipoDescripciónEjemplo

Nitidez

Un filtro de 3 por 3

  0    -0.25    0
-0.25    2    -0.25
  0    -0.25    0

Resultado de nitidez

Refinar más

Un filtro de 3 por 3

-0.25 -0.25 -0.25 
-0.25  3    -0.25 
-0.25 -0.25 -0.25

Resultado de Nitidez II

Nitidez 3x3

Filtro de paso alto de 3 por 3

-1 -1 -1 
-1  9 -1 
-1 -1 -1

Resultado de nitidez 3x3

Nitidez 5x5

Filtro de paso alto de 5 por 5

-1 -3 -4 -3 -1 
-3  0  6  0 -3 
-4  6 21  6 -4 
-3  0  6  0 -3
-1 -3 -4 -3 -1

Resultado de nitidez 5x5

Tipos de suavizado

Los filtros de suavizado (paso bajo) suavizan los datos al reducir la variación local y quitar el ruido. El filtro de paso bajo calcula la media (valor medio) de cada vecindad. El efecto es que los valores altos y bajos se promedian en cada vecindad, y se reducen los valores extremos en los datos.

TipoDescripciónEjemplo

Suavizar valor medio aritmético

Un filtro de 3 por 3

0.111  0.111  0.111
0.111  0.111  0.111
0.111  0.111  0.111

Resultado de Media aritmética suavizada

Suavizado 3x3

Filtro de paso bajo de 3 por 3

1  2  1
2  4  2
1  2  1

Resultado de Suavizado 3x3

Suavizado 5x5

Filtro de paso bajo de 5 por 5

1  1  1  1  1 
1  4  4  4  1 
1  4 12  4  1 
1  4  4  4  1 
1  1  1  1  1

Resultado de Suavizado 5x5

Otros filtros

Tipo de punto extendido

La función de punto extendido refleja la distribución de la luz desde un origen de punto a través de una lente. Esto introducirá un efecto de difuminado ligero.

TipoDescripciónEjemplo

Extensión de punto

Un filtro de 3 por 3

-0.627  0.352 -0.627
 0.352  2.923  0.352
-0.627  0.352 -0.627

Resultado de Punto extendido

Temas relacionados