エッジを残して画像をぼかしたい

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この章を学ぶ前に必要な知識
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要約

概要

エッジを残して画像をぼかしたいときに使うフィルタをエッジ保存フィルタと呼ぶ.平滑化やガウシアンフィルタは全体をぼかすが、エッジ保存フィルタは輪郭線を残したままそれ以外の部分を平滑化する
ー 条件 ー
  • 画像を入力とする
ー 効果 ー
  • エッジを残したまま平滑化を行う(ノイズ除去をする)
ーポイントー
  • 昔ながらのものではバイラテラルフィルタ
  • バイラテラルフィルタを高速化する研究が行われている

解  説

画像を入力としてエッジを残したままぼかすフィルタや技術について紹介します。 昔ながらのフィルタではエッジ保存フィルタ(Edge preserving Filter)と言います。 現在のアプローチでは二通りあるかと思います。 ・フィルタを設計して適用する ・機械学習にフィルタ作成を任せる
エッジを残したぼかし技術導入

1.設計されたフィルタを使用する

1.1.バイラテラルフィルタ

バイラテラルフィルタはガウシアンフィルタを改良して、「中心画素からの距離のみで決めていた重み」を「中心画素の画素値と他の画素値の離れ方も含めた重み」に変更することで、エッジ近辺では色が急激にことなれば重みも減るようになっている.
バイラテラルフィルタ概要
ガウシアンフィルタとバイラテラルフィルたをかけた時の違い (https://nrupatunga.github.io/project/より引用)

1.2.ガイデッドフィルタ

バイラテラルフィルタより高速に動作して同様の効果を得られるフィルタとしてガイデッドフィルタが知られている. 勾配の緩やかな画像やボケ画像に対して効果を発揮する
ガイデッドフィルタ概要

1.3.ノンローカルミーンフィルタ

ある注目点の周り5x5と画像全体から5x5を切り出したものを比較してそれぞれの重みを計算する.そうして全体から切り出したものそれぞれに対して算出された重みをかけて足し合わせたものを画像とする. 画像全体で行うためノンローカルと読んでいる.
ノンローカルミーンフィルタ

1.4.他のフィルタ

他には以下のようなものがある ・Domain Transform ・Joint Bilateral Filter
上記以外のフィルタ
画像を入力としてエッジを残したままぼかすフィルタや技術について紹介します。 昔ながらのフィルタではエッジ保存フィルタ(Edge preserving Filter)と言います。 機械学習によるものなど他のアプローチもあるが、そこまで特徴的な違いはないので、ここでは触れない.
エッジを残したぼかし技術導入
Deep Learning/CNNによるエッジ保存平滑化を行っている例もある.
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