Filtros Espaciais

Filtros espaciais

Autores: Isaac V. M., Tulio M. M.
Disciplina - Semestre: Processamento Digital de Imagens - 2013/2
Prof.: Msc. Thiago Meireles Paixão
Instituição: Universidade Federal do Espírito Santo

Normalmente a filtragem de imagens é realizada no que chamamos de Domínio da Frequência, que pode ser obtida, por exemplo, com a aplicação de uma Transformada de Fourier na imagem. Porém é possível realizar filtragem utilizando o domínio espacial, realizando suavização ou aguçamento com base no processamento pixel a pixel de uma imagem. Este trabalho mostra três alternativas de filtragens no domínio do espaço, que são o Filtro Gaussiano, o Filtro da Média, e o Filtro da Mediana. A seguir serão mostrados e analisados os resultados obtidos com a aplicação destes filtros em uma imagem em escala de cinza com ruído gaussiano e a mesma imagem com um ruído sal-e-pimenta.

Imagem Original:

Imagem com ruido Sal-e-pimenta

Imagem com ruido Gaussiano

Resultados

Imagens com ruído Gaussiano filtradas com filtro Gaussiano de diferentes tamanhos(3x3, 5x5, 7x7):

Imagens com ruído Gaussiano filtradas com filtro da Média de diferentes tamanhos(3x3, 5x5, 7x7):

Imagens com ruído Gaussiano filtradas com filtro da Mediana de diferentes tamanhos(3x3, 5x5, 7x7):

Imagens com ruído Sal-e-pimenta filtradas com filtro Gaussiano de diferentes tamanhos(3x3, 5x5, 7x7):

Imagens com ruído Sal-e-pimenta filtradas com filtro da Média de diferentes tamanhos(3x3, 5x5, 7x7):

Imagens com ruído Sal-e-pimenta filtradas com filtro da Mediana de diferentes tamanhos(3x3, 5x5, 7x7):

Gráfico do tempo de execução do filtro da Mediana na imagem com ruído Sal-e-pimenta:

Gráfico do tempo de execução do filtro da Mediana na imagem com ruído Gaussiano:

Conclusão

Os experimentos mostram que o filtro da mediana foi o que obteve os melhores resultados na imagem. O filtro da média deixa a imagem borrada, por conta das aproximações que são feitas, e o filtro gaussiano não conseguiu extrair com sucesso o filtro aplicado, principalmente se for comparado a aplicação na imagem com o ruido sal-e-pimenta. Portanto, apesar de um processamento um pouco mais custoso, o filtro da mediana é melhor indicado para filtragens espaciais.

Código comentado e explicado

O código fonte com a implementação e explicação segue no link: filtros.py

Referência

Gonzalez, R. C.; Woods, R. E.; Digital Image Processing. 3ed, Ed. Prentice Hall, 2007.