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自定 Custom滤镜根据自定义的数学算法(卷积)来改变图像中各像素点的亮度值,可用于实现各种效果,包括锐化、模糊、边缘检测等等。
该滤镜只对各像素的亮度值起作用,不改变像素的色相与饱和度。
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滤镜选项说明
卷积矩阵
Convolution matrix
正中间的数值框,代表要进行计算的像素(中称为"中心像素")。
输入要与该像素的亮度值相乘的值,值范围是 -999 到 +999 的整数。
其它的数值框代表相邻像素。
输入要与该位置的像素相乘的值。例如,要将紧邻中心像素右侧的像素亮度值乘 2,可在紧邻中间数值框右侧的数值框中输入 2。
根据设置的数值,中心像素新的亮度值将是中心像素的原亮度值乘以指定的值,再加上所有相邻像素的原亮度值乘以各自指定的值。
缩放
Scale
用于规范化中心像素的新亮度值。
值范围是 1 到 9999 之间的整数。
这个值去除卷积矩阵计算出来新的中心像素的亮度值,以防止像素值超出允许的范围(0 ~ 255)。
位移
Offset
在完成"缩放"计算后,再加上这个位移值(可以是负数),以调整最终的像素亮度。
存储
Save
载入
Load
可以保存创建的自定滤镜设置,并在其他图像中重用这些设置。
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卷积矩阵工作原理
卷积矩阵 Convolution matrix,也称为卷积核 Convolution kernel或滤波器 Filter。
1、卷积核的设置
卷积核是一个通常为 3x3、5x5 或更大尺寸的矩阵,其中的每个值(权重)指定了原图像中相应像素对新像素值的贡献程度。
2、亮度值的计算
中心像素:矩阵中心对应的权重乘以当前像素的亮度值。
相邻像素:矩阵中其他位置的权重分别乘以对应相邻像素的亮度值。
3、求和
将上述所有乘积的结果相加,得到当前像素的新亮度值。
4、归一化处理(如果适用)
有时,卷积核的权重之和不等于 1,这可能导致结果的亮度值超出正常范围(例如 0 ~ 255)。为了防止这种情况,通常需要将结果除以权重的总和,或通过添加一个位移量 Offset来调整亮度。
举一个简单的例子,如果使用以下 3x3 卷积核对图像进行处理:
0 -1 0
-1 5 -1
0 -1 0
这个卷积核常用于锐化图像,因为它强调了中心像素相对于其周围像素的亮度。
(1)中心像素的亮度值被乘以 5。
(2)直接相邻的四个像素(上、下、左、右)各自的亮度值被乘以 -1。
(3)四个角落的像素在这个例子中不参与计算(乘以 0)。
结果是,中心像素在视觉上比周围的更亮,如果周围像素与中心像素亮度相近,则中心像素会显得更亮,从而增强了图像的对比度,使细节更加突出。
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应用实例
锐化图像
中心为正值,周围为负值。
通过增加中心像素的权重,并从其直接邻居处减去一定量,来增强图像的对比度,使得边缘更加清晰。
模糊图像
中心为负值,周围为正值。
或者,中间的 9 个框全是 1,缩放为 9。
这种设置(又称为"均值滤波器")平均了中心像素与其周围像素的亮度值,产生了一种平滑的模糊效果。
浮雕效果
中心为 1,左上角为 -4,右下角为 4,位移值根据实际亮度设置。
边缘检测
这种设置使得在图像的边缘处(即亮度变化显著的地方)产生较高的响应,而在亮度变化不大的区域响应较低,从而突出显示边缘。
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