Os filtros gráficos

Março 2017

Filtragem

A filtragem consiste em aplicar uma transformação (chamado filtro) à totalidade ou parte de uma imagem digital, aplicando um operador. Distinguem-se geralmente os tipos de filtros seguintes:

  • os filtros passa baixo, consistindo em atenuar as componente da imagem que têm uma frequência elevada (pixéis escuros). Este tipo de filtragem é utilizado geralmente para atenuar o barulho da imagem, é a razão pela qual se fala habitualmente de alisamento. Os filtros intermediários são um tipo de filtro passa baixo cujo princípio é fazer a média dos valores dos pixéis vizinhos. O resultado deste filtro é uma imagem mais leve.
  • os filtros passa altos, ao contrário dos passa baixo, atenuam as componente de baixa frequência da imagem e permitem nomeadamente acentuar os detalhes e o contraste, é a razão pela qual o termo “filtro de acentuação” é às vezes utilizado.
  • os filtros passa-banda, que permitem obter a diferença entre a imagem original e a obtida por aplicação de um filtro passa baixo.
  • os filtros direccionais, que aplicam uma transformação de acordo com uma direcção dada.

Chama-se filtragem adaptativa às operações de filtragem que possuem uma etapa prévia de selecção dos pixéis.

O que é um filtro?

Um filtro é uma transformação matemática (chamada produto de convolução) permitindo, para cada pixel da zona à qual se aplica, modificar o seu valor em função dos valores de pixéis vizinhos, afectados coeficientes.

O filtro é representado por um quadro (matriz), caracterizado pelos suas dimensões e pelos seus coeficientes, cujo centro corresponde ao pixel interessado. Os coeficientes do quadro determinam as propriedades do filtro. Eis um exemplo de filtro de 3 x 3:

1 1 1
1 4 1
1 1 1



Assim, o produto da matriz imagem, geralmente muito grande por representar a imagem inicial (quadro de pixéis) pelo filtro dá uma matriz que corresponde à imagem tratada.

Noção de barulho

O barulho caracteriza os parasitas ou interferências de um sinal, ou seja, as partes do sinal deformadas localmente. Assim, o barulho de uma imagem designa os pixéis da imagem nos quais a intensidade é muito diferente da dos pixéis vizinhos.

O barulho pode provir de diferentes causas :

  • Ambiente aquando da aquisição
  • Qualidade do captor
  • Qualidade da amostragem

Alisamento

Chama-se "alisamento" à operação de filtragem destinada a eliminar o barulho de uma imagem.

A operação de alisamento específica que consiste em atenuar o efeito recortado produzido pelos pixéis em cercadura de uma forma geométrica chama-se antiserrilha (em inglês anti-aliasing).

Acentuação

A acentuação é o inverso do alisamento; trata-se de uma operação destinada a acentuar as diferenças entre os pixéis vizinhos.

Assim, a acentuação pode permitir pôr em relevo os limites entre as zonas homogéneas da imagem, e então é chamada extracção de contornos (igualmente contorno ou realce de contornos).

Tramagem

A tramagem (em inglês dithering ou halftoning) é uma técnica que consiste em alternar motivos geométricos que utilizam pouca cor, chamados “trama”, a fim de simular uma cor mais elaborada.

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