การตีความทางกายภาพของตัวกรอง Lowpass / Highpass คืออะไร

16

ในบริบทการประมวลผลภาพ / สัญญาณที่เราได้เห็น / เรารู้ว่าถ้ามีตัวอย่าง 4 ตัวอย่างและถ้าเราหาค่าเฉลี่ยของ 4 ตัวอย่างเหล่านั้นเราบอกว่าตัวอย่างผลลัพธ์คือตัวอย่างผลลัพธ์กรองความถี่ต่ำที่ผ่านการกรอง สิ่งนี้มีความเกี่ยวข้องมากในบริบทการประมวลผลภาพ ตอนนี้การดำเนินการซึ่งหมายถึงการกรองผ่านสูงคืออะไรค้นหาตัวอย่างสูงสุด 4 ตัวอย่างและนำไปวางไว้เป็นตัวอย่างผลลัพธ์

lowpass-filter highpass-filter

— goldenmean
แหล่งที่มา

13

ตัวอย่างที่คุณให้มากับตัวอย่าง 4 ตัวอย่างและการหาค่าเฉลี่ยของมันคือตัวกรอง low-pass ของคนจน โดยทั่วไปสิ่งต่าง ๆ นั้นไม่ง่ายอย่างที่คิด แต่เพื่อประโยชน์ในการทำความเข้าใจมีคุณค่าในการใช้ตัวอย่างง่ายๆเหล่านี้

ตัวกรองผ่านความถี่ต่ำย่อมเหมือนกับการสุ่มตัวอย่าง 4 ตัวอย่างและรับค่าเฉลี่ยของมัน Ex:

samples = [6 1 -10 -4];
avg_value = mean(samples) = -1.75

ตัวกรอง High Pass กำลังลบคำว่า "DC" หรือมากกว่านั้นคือการลบข้อมูลที่ไม่เปลี่ยนแปลง วิธีคิดง่ายๆคือลบ avg_value ของคุณออกจากทุกตัวอย่าง Ex:

samples = [6 1 -10 -4];
avg_value = mean(samples) = -1.75;
high_pass = samples-avg_value;
high_pass: [7.75 2.75 -8.25 -2.25]

ตอนนี้ถ้าคุณใช้ค่าเฉลี่ยของสัญญาณ "สูงผ่าน" คุณจะได้รับ 0

'ตัวกรอง' สองตัวนี้ที่ฉันพูดถึงนั้นมีทั้งความรุนแรงซึ่งคุณมีตัวกรองเพียงตัวเดียวที่ให้ DC และตัวกรองอื่นที่จะลบ DC เท่านั้น โดยทั่วไปสิ่งที่คุณได้รับคือตัวกรองในอุดมคติที่ตัวกรอง low-pass ให้สีเขียวและตัวกรอง high pass ให้สีเหลืองแก่คุณ

ในอุดมคติ

ตัวกรองส่วนใหญ่ที่คุณจะใช้จะมีการตอบกลับที่มีลักษณะเช่นนี้สำหรับ low pass:

ผ่านต่ำ

และนี่คือการผ่านสูง:

ผ่านสูง

— Kellenjb
แหล่งที่มา

kellenjb - ขอบคุณ ฉันสามารถเชื่อมโยงสิ่งที่คุณพูดในคำตอบของคุณ: high_pass = ตัวอย่าง - ค่าเฉลี่ยและสิ่งที่ @ Artin Thompson กล่าวในคำตอบนี้ด้านบนอัลกอริทึมการแปลงภาพซึ่งเป็น OriginalImage - รุ่นเบลอ = ImaeEdgeMap และ OriginalImage + ImageEdgeMap = เพิ่มความคมชัด OriginalImage

— goldenmean

3

High-pass ไม่เพียง แต่ลบ DC ออกหากลดทอน (ไปยังระดับหนึ่งหรืออีกระดับหนึ่ง) ความถี่ทั้งหมดที่อยู่ต่ำกว่าจุด "ตัดออก"

— Martin Thompson

2

@ มาร์ตินใช่และตัวกรองสัญญาณความถี่ต่ำไม่เพียงให้ DC แก่คุณเช่นกัน ฉันกำลังจะไปสู่กรณีง่าย ๆ เพราะมันน่าจะเป็นที่ที่ OP อยู่

— Kellenjb

1

ทำไมต้องลงคะแนน? ฉันจะปรับปรุงอะไรได้บ้าง

— Kellenjb

8

ประการแรกค่าเฉลี่ยคือตัวกรองผ่านความถี่ต่ำที่เฉพาะเจาะจงมาก

การกรอง High-pass หมายถึงการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและละทิ้ง "การเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป" ความแตกต่างเป็นวิธีการทางคณิตศาสตร์คลาสสิกวิธีหนึ่งในการทำเช่นนี้

$(\begin{matrix} 1 & -1 \end{matrix})$

การกรอง High-pass นั้นเรียกว่า "การตรวจจับขอบ" ในวงการประมวลผลภาพ

— มาร์ตินทอมป์สัน
แหล่งที่มา

คุณหมายถึงสัญญาณที่แตกต่างกันหรือไม่ ชอบ Highpass = [ตัวอย่าง 1 - ตัวอย่าง 2, ตัวอย่าง 2 - ตัวอย่าง 3, ตัวอย่าง 3 - ตัวอย่าง 4] บางอย่างของการจัดเรียงนี้

— goldenmean

@goldenmean ใช่นั่นคือสิ่งที่เขาหมายถึง บางครั้งปัจจัยการปรับสเกลที่แตกต่างกันจะถูกเพิ่มขึ้นอยู่กับสิ่งที่ต้องการเช่น [sample1 - .5 * sample2, sample2 - .5 * sample3 ฯลฯ .. ซึ่งเป็นเช่นเดียวกับการสนทนาด้วย (1

— -.5

ความแตกต่างไม่ใช่ตัวกรอง high-pass แบบดั้งเดิม การตอบสนองเพิ่มขึ้นเป็นอนันต์

— endolith

6

ในการประมวลผลภาพตัวกรองความถี่ต่ำทำให้ภาพราบรื่นขึ้นและเบลอมากขึ้นเนื่องจากค่าเฉลี่ยของพื้นที่ใกล้เคียงของพิกเซล ตัวกรอง High Pass ทำให้มองเห็นขอบได้ชัดเจนขึ้นและคมชัดยิ่งขึ้นเนื่องจากตรวจจับขอบในภาพ นี่เป็นเพราะตำแหน่งที่เกิดขอบคือการเปลี่ยนแปลงที่น่าทึ่งที่สุดในภาพ Low Pass พยายามลดจำนวนภาพที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงอย่างมากโดยการหาค่าเฉลี่ยของย่านใกล้เคียงในขณะที่ตัวกรอง High Pass ทำให้มองเห็นได้ชัดเจนขึ้นโดยการลบค่าพิกเซล

— เทพเจ้า
แหล่งที่มา

0

จากมุมมองแบบอะนาล็อกที่แตกต่างกันการกรองหมายถึงการปฏิเสธบางส่วนของสัญญาณอินพุต กล่าวอีกนัยหนึ่งตัวกรอง "อิมพีแดนซ์" ไม่ตรงกับบางส่วนของสัญญาณดังนั้นมันจึงได้รับการสะท้อนกลับ

— Sami Aldalahmeh
แหล่งที่มา