Ridimensionamento immagine: cos'è un "filtro"?

Question

Sto cercando di capire come funziona il ridimensionamento delle immagini. Per favore, qualcuno può spiegarmi a cosa serve un "filtro"?

• un filtro calcola quanto contribuisce un pixel di origine a un pixel di destinazione?

• ci sono filtri come "box" e "gaussian", ma esiste un filtro chiamato "bicubic"? Mescolo due concetti qui, uno essendo "filtro di convoluzione" e ...?

• è possibile utilizzare lo stesso filtro per l'upscaling e il downscaling? (sarebbe davvero bello vedere un esempio di questo codice)

• è desiderabile estendere prima l'immagine in una dimensione e poi nell'altra?

Answer 1

Nel ridimensionamento delle immagini, il filtro evita un fenomeno chiamato aliasing. Se si tenta di ridimensionare senza filtro, aliasing in genere si manifesta come effetti pixelizzate fastidiosi, che sono particolarmente visibili quando animata ...

Per rispondere alla tua punti:

• Il filtro non calcolare quanto ogni fonte il pixel contribuisce a ciascuna destinazione. Per il ridimensionamento, si desidera un filtro lineare , che è piuttosto semplice: il filtro può essere visualizzato come una piccola immagine in scala di grigi; in modo efficace, si centra il filtro su una posizione corrispondente a ciascun pixel di uscita, si moltiplica ciascun pixel vicino per il valore del filtro in quella posizione e si aggiungono per ottenere il valore del pixel di uscita.

• Tutti questi filtri sono "filtri di convoluzione", poiché la convoluzione è il nome matematico per l'operazione sopra descritta. Un filtro "scatola" assomiglia letteralmente a una scatola: ogni pixel all'interno della casella viene pesato allo stesso modo, mentre i filtri "gaussiani" sono più chiari arrotondati, sfumati verso lo zero.

• La cosa più importante per l'upscaling e il downscaling è scegliere il giusto dimensione per il filtro. In breve, si desidera ridimensionare il filtro in base a qualsiasi input e l'output ha la risoluzione più bassa. La seconda cosa più importante è evitare filtri cattivi: il filtro "box" è quello che si ottiene normalmente quando si tenta di ridimensionare senza filtrare; un filtro "bilineare" fornito dall'hardware della computer grafica produce un upscaling mediocre, ma viene fornito nella dimensione sbagliata per il downscaling.

• Per motivi di prestazioni, è opportuno ridimensionare le immagini in una dimensione e poi nell'altra. Ciò significa che il filtro funziona molto più velocemente: in tempo proporzionale alla larghezza del filtro, anziché proporzionale all'area del filtro. Tutti i filtri discussi qui sono "separabili", il che significa che puoi applicarli in questo modo.

Se si sceglie un filtro di alta qualità, la forma esatta è meno critica di quanto si possa pensare. Esistono due classi di buoni filtri: quelli positivi come "gaussiano" che tendono al lato sfocato e quelli con lobi negativi come "lanczos" che sono nitidi, ma possono produrre lievi effetti di chiamata. Nota che i filtri "bicubici" sono una categoria, che include "B-spline" che è completamente positivo, e "Mitchell" e "Catmull-Rom" che hanno lobi negativi.