8. Что такое размытие изображения, какие виды размытия бывают и где их применяют

Размытие – преобразование, задающееся умножением 1/k на матрицу h.

Гауссовское размытие – двумерное нормальное распределение, это низкочастотный фильтр, который сглаживает неравномерные значения пикселей изображения, обрезая самые высокие значения. Получается плавная картинка, будто мазками. Размытие по Гауссу обычно используется при уменьшении размера изображения. широко используется в процессе уменьшения шума при обработке изображений

9. Что такое оператор Собеля и зачем он нужен

Оператор Собеля — дискретный дифференциальный оператор, вычисляющий приближенное значение разности яркости пикселей. Часто применяется в алгоритмах выделения границ. Результат показывает, насколько «резко» или «плавно» меняется яркость изображения в каждой точке. Оператор использует ядра 3 x 3, с которыми сворачивают исходное изображение для вычисления приближенных значений производных по горизонтали и вертикали.

10. Что такое оператор Лапласа и зачем он нужен

Оператор Лапласа: базируется на использовании производных второго порядка. Его применение для вычисления границ основано на том, что лапласиан применяет по абсолютной величине значение на участках «перегибов» функции яркости. Является практически нечувствительным к ориентации выделяемых границ, что является плюсом по сравнению с Собелем.

11. Что такое нелинейные фильтры, приведите примеры

Нелинейная фильтрация использует логические отношения между исходным изображением и шаблоном для получения результата, например, фильтр наибольшего значения и средний фильтр. Чаще используются медианный фильтр и двусторонний фильтр.

Median - В медианном размытии центральный пиксель изображения заменяется медианой всех пикселей в области ядра

Двусторонняя фильтрация - эффект шумоподавления и сохранения границ. По сравнению с Гаусс фильтрацией, у двусторонней фильтрации есть лишняя маска.

12. Что такое медиана в контексте операций над изображениями

Медианный фильтр — один из видов цифровых фильтров, используемый в цифровой обработке сигналов и изображений для уменьшения уровня шума (нелинейный). В отличие от Гаусса, устойчив к выбросам. Входные данные сортируются, и выбирается элемент, находящийся в середине. В случае четного числа элементов, считается среднее значение двух соседних в середине.

Это средний столбец в ядре свертки фильтра нечетного размера

13. Что такое билатеральный фильтр и зачем он нужен

Bilateral фильтр — сглаживающий фильтр, сохраняющий контуры деталей изображения. Заменяет значение обрабатываемого пикселя взвешенным средним значением его соседей, причем с учетом как их пространственного положения, так и яркости. Используется для борьбы с шумами.

14. Что такое компоненты связности и морфология в контексте операций над изображениями

Связной областью изображения считается такая его область (множество точек), в которой:

1. Все точки области имеют одинаковое значение (яркости или др.).

2. Между любыми двумя точками, принадлежащими данной области, существует непрерывный путь, состоящий из точек, также принадлежащих данной области, и являющихся при этом «соседями» в смысле заданного отношения соседства (8-связности или 4-связности).

Математическая морфология – семейство методов обработки бинарных изображений. Широко используется в устранении шумов. Каждая точка исходного изображения рассматривается с некоторой окрестностью. Форма и размер этой окрестности задаются структурным элементом (квадрат 3 х 3).

— Сужение — аналог &, точка принимает значение 1, если все точки в окрестности равны 1.

— Расширение — аналог |, точка принимает значение 1, если хотя бы одна точка в окрестности равна 1.

— Закрытие — последовательное выполнение расширения и сужения (применяется для устранения шумов внутри компоненты).

— Раскрытие — последовательное выполнение сужения и расширения (применяется для устранения шумов снаружи компоненты).

Применяется для подчистки масок изображений