rank_rectrank_rectRankRectRankRectrank_rect (Operator)

Name

rank_rectrank_rectRankRectRankRectrank_rect — Rangfilterung mit rechteckigen Rangmasken.

Signatur

rank_rect(Image : ImageRank : MaskWidth, MaskHeight, Rank : )

Beschreibung

rank_rectrank_rectRankRectRankRectRankRectrank_rect führt eine Rangfilterung des Eingabebildes ImageImageImageImageimageimage mit einer rechteckigen Maske der Größe MaskWidthMaskWidthMaskWidthMaskWidthmaskWidthmask_width × MaskHeightMaskHeightMaskHeightMaskHeightmaskHeightmask_height durch und liefert das gefilterte Bild in ImageRankImageRankImageRankImageRankimageRankimage_rank zurück.

Konzeptuell sortiert der Rangfilter alle Grauwerte innerhalb der Maske aufsteigend und wählt dann den Grauwert mit dem Rang RankRankRankRankrankrank aus. Dabei entspricht der Rang 1 dem kleinsten Grauwert und der Rang MaskWidthMaskWidthMaskWidthMaskWidthmaskWidthmask_width * MaskHeightMaskHeightMaskHeightMaskHeightmaskHeightmask_height dem größten Grauwert innerhalb der Maske. Für RankRankRankRankrankrank = (MaskWidthMaskWidthMaskWidthMaskWidthmaskWidthmask_width * MaskHeightMaskHeightMaskHeightMaskHeightmaskHeightmask_height - 1) / 2 + 1 liefert rank_rectrank_rectRankRectRankRectRankRectrank_rect den Median zurück (siehe median_rectmedian_rectMedianRectMedianRectMedianRectmedian_rect). Für RankRankRankRankrankrank = 1 entspricht rank_rectrank_rectRankRectRankRectRankRectrank_rect einer Grauwerterosion (siehe gray_erosion_rectgray_erosion_rectGrayErosionRectGrayErosionRectGrayErosionRectgray_erosion_rect, gray_erosion_shapegray_erosion_shapeGrayErosionShapeGrayErosionShapeGrayErosionShapegray_erosion_shape und gray_erosiongray_erosionGrayErosionGrayErosionGrayErosiongray_erosion), für RankRankRankRankrankrank = MaskWidthMaskWidthMaskWidthMaskWidthmaskWidthmask_width * MaskHeightMaskHeightMaskHeightMaskHeightmaskHeightmask_height entspricht rank_rectrank_rectRankRectRankRectRankRectrank_rect einer Grauwertdilatation (siehe gray_dilation_rectgray_dilation_rectGrayDilationRectGrayDilationRectGrayDilationRectgray_dilation_rect, gray_dilation_shapegray_dilation_shapeGrayDilationShapeGrayDilationShapeGrayDilationShapegray_dilation_shape und gray_dilationgray_dilationGrayDilationGrayDilationGrayDilationgray_dilation).

rank_rectrank_rectRankRectRankRectRankRectrank_rect kann unter anderem zur Rauschunterdrückung oder zum Unterdrücken unerwünschter Objekte, die kleiner als die Maske sind, verwendet werden. Außerdem ist rank_rectrank_rectRankRectRankRectRankRectrank_rect unempfindlicher gegenüber Rauschen als die entsprechenden Operatoren der Grauwertmorphologie. Um eine robustere Version der Grauwertmorphologie zu erhalten, empfiehlt es sich daher, anstatt 1 bzw. MaskWidthMaskWidthMaskWidthMaskWidthmaskWidthmask_width * MaskHeightMaskHeightMaskHeightMaskHeightmaskHeightmask_height etwas höhere bzw. niedrigere Werte für RankRankRankRankrankrank zu wählen.

Das Konzept der Glättungsfilter ist in der Einleitung zum Kapitel Filter / Glättung beschrieben.

Achtung

Werden für MaskHeightMaskHeightMaskHeightMaskHeightmaskHeightmask_height oder MaskWidthMaskWidthMaskWidthMaskWidthmaskWidthmask_width gerade statt ungerade Werte übergeben, verwendet rank_rectrank_rectRankRectRankRectRankRectrank_rect an ihrer Stelle die nächstgrößeren ungeraden Werte.

rank_rectrank_rectRankRectRankRectRankRectrank_rect verwendet einen Algorithmus mit konstanter Laufzeit pro Pixel, so dass die Laufzeit des Operators nur von der Eingabebildgröße und nicht von der Maskengröße abhängt. Daher ist rank_rectrank_rectRankRectRankRectRankRectrank_rect für große Masken die schnellste Implementierung des Rangfilters in HALCON. Abhängig von der Rechnerarchitektur (Prozessortyp, Verfügbarkeit von SIMD-Befehlen wie SSE2 oder MMX, Cachegröße und -durchsatz, Speicherdurchsatz) ist für kleine Werte von MaskHeightMaskHeightMaskHeightMaskHeightmaskHeightmask_height die in rank_imagerank_imageRankImageRankImageRankImagerank_image verwendete Implementierung schneller als rank_rectrank_rectRankRectRankRectRankRectrank_rect. Typischerweise ist das für MaskHeightMaskHeightMaskHeightMaskHeightmaskHeightmask_height 15 der Fall, kann aber z.B. bei nicht vorhandenen SIMD-Befehlen und langsamem Speicher auch für größere Werte von MaskHeightMaskHeightMaskHeightMaskHeightmaskHeightmask_height zutreffen.

Weiterhin ist zu beachten, dass rank_rectrank_rectRankRectRankRectRankRectrank_rect aufgrund der rekursiven Implementierung die Filterantwort intern auf dem kleinsten umschließenden Rechteck der Region des Bildes berechnet. Falls die Region nur einen sehr kleinen Teil des umschließenden Rechtecks abdeckt, kann es daher vorkommen, dass rank_imagerank_imageRankImageRankImageRankImagerank_image auch für größere Werte von MaskHeightMaskHeightMaskHeightMaskHeightmaskHeightmask_height schneller als rank_rectrank_rectRankRectRankRectRankRectrank_rect ist.

rank_rectrank_rectRankRectRankRectRankRectrank_rect sollte weder mit RankRankRankRankrankrank = 1 zur Berechnung einer Grauwerterosion noch mit RankRankRankRankrankrank = MaskWidthMaskWidthMaskWidthMaskWidthmaskWidthmask_width * MaskHeightMaskHeightMaskHeightMaskHeightmaskHeightmask_height zur Berechnung einer Grauwertdilatation verwendet werden. In diesen Fällen sind die Operatoren gray_erosion_rectgray_erosion_rectGrayErosionRectGrayErosionRectGrayErosionRectgray_erosion_rect oder gray_erosion_shapegray_erosion_shapeGrayErosionShapeGrayErosionShapeGrayErosionShapegray_erosion_shape bzw. gray_dilation_rectgray_dilation_rectGrayDilationRectGrayDilationRectGrayDilationRectgray_dilation_rect oder gray_dilation_shapegray_dilation_shapeGrayDilationShapeGrayDilationShapeGrayDilationShapegray_dilation_shape für fast alle Maskengrößen schneller als rank_rectrank_rectRankRectRankRectRankRectrank_rect.

Beachten Sie, dass Filteroperatoren eventuell unerwartete Resultate ausgeben, wenn ein Bild mit einer reduzierten Domäne als Input übergeben wird. Weitere Informationen können im Kapitel Filter gefunden werden.

Ausführungsinformationen

Multithreading-Typ: reentrant (läuft parallel zu nicht-exklusiven Operatoren).
Multithreading-Bereich: global (kann von jedem Thread aufgerufen werden).
Automatisch parallelisiert auf Tupelebene.
Automatisch parallelisiert auf Kanalebene.
Automatisch parallelisiert auf Domainebene.

Parameter

ImageImageImageImageimageimage (input_object) (multichannel-)image(-array) → object (byte)

Zu filterndes Bild.

ImageRankImageRankImageRankImageRankimageRankimage_rank (output_object) (multichannel-)image(-array) → object (byte)

Gefiltertes Bild.

MaskWidthMaskWidthMaskWidthMaskWidthmaskWidthmask_width (input_control) integer → (integer)

Breite der Filtermaske.

Defaultwert: 15

Wertevorschläge: 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 31, 49, 51, 61, 71, 81, 91, 101

Typischer Wertebereich: 3 ≤ MaskWidth MaskWidth MaskWidth MaskWidth maskWidth mask_width ≤ 4095

Minimale Schrittweite: 2

Empfohlene Schrittweite: 2

MaskHeightMaskHeightMaskHeightMaskHeightmaskHeightmask_height (input_control) integer → (integer)

Höhe der Filtermaske.

Defaultwert: 15

Wertevorschläge: 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 31, 49, 51, 61, 71, 81, 91, 101

Typischer Wertebereich: 3 ≤ MaskHeight MaskHeight MaskHeight MaskHeight maskHeight mask_height ≤ 4095

Minimale Schrittweite: 2

Empfohlene Schrittweite: 2

RankRankRankRankrankrank (input_control) integer → (integer)

Rang des Ausgabegrauwerts.

Defaultwert: 5

Wertevorschläge: 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 31, 49, 51, 61, 71, 81, 91, 101

Minimale Schrittweite: 1

Empfohlene Schrittweite: 2

Restriktion: 1 <= Rank && Rank <= MaskWidth * MaskHeight

Komplexität

Pro Bildpunkt: O(1).

Ergebnis

Sind die Parameterwerte korrekt, dann liefert rank_rectrank_rectRankRectRankRectRankRectrank_rect den Wert 2 (H_MSG_TRUE). Das Verhalten bei leerer Eingabe (keine Eingabebilder vorhanden) lässt sich mittels set_system('no_object_result',<Result>)set_system("no_object_result",<Result>)SetSystem("no_object_result",<Result>)SetSystem("no_object_result",<Result>)SetSystem("no_object_result",<Result>)set_system("no_object_result",<Result>) festlegen. Gegebenenfalls wird eine Fehlerbehandlung durchgeführt.

Vorgänger

read_imageread_imageReadImageReadImageReadImageread_image

Nachfolger

thresholdthresholdThresholdThresholdThresholdthreshold, dyn_thresholddyn_thresholdDynThresholdDynThresholdDynThresholddyn_threshold, regiongrowingregiongrowingRegiongrowingRegiongrowingRegiongrowingregiongrowing

Alternativen

rank_imagerank_imageRankImageRankImageRankImagerank_image, median_rectmedian_rectMedianRectMedianRectMedianRectmedian_rect, median_imagemedian_imageMedianImageMedianImageMedianImagemedian_image

Siehe auch

gray_erosion_rectgray_erosion_rectGrayErosionRectGrayErosionRectGrayErosionRectgray_erosion_rect, gray_dilation_rectgray_dilation_rectGrayDilationRectGrayDilationRectGrayDilationRectgray_dilation_rect, gray_erosion_shapegray_erosion_shapeGrayErosionShapeGrayErosionShapeGrayErosionShapegray_erosion_shape, gray_dilation_shapegray_dilation_shapeGrayDilationShapeGrayDilationShapeGrayDilationShapegray_dilation_shape, gray_erosiongray_erosionGrayErosionGrayErosionGrayErosiongray_erosion, gray_dilationgray_dilationGrayDilationGrayDilationGrayDilationgray_dilation

Literatur

S. Perreault, P. Hébert; „Median Filtering in Constant Time“; IEEE Transactions on Image Processing, vol. 16, no. 9, pp. 2389-2394, 2007.
D. Cline, K.B. White, P.K. Egbert; „Fast 8-Bit Median Filtering Based On Separability“; International Conference on Image Processing, vol. V, pp. 281-284, 2007.

Modul

Foundation

Operatoren