median_rectmedian_rectMedianRectMedianRectmedian_rect (Operator)

Name

median_rectmedian_rectMedianRectMedianRectmedian_rect — Medianfilterung mit rechteckigen Masken.

Signatur

median_rect(Image : ImageMedian : MaskWidth, MaskHeight : )

Beschreibung

median_rectmedian_rectMedianRectMedianRectmedian_rect führt eine Medianfilterung des Eingabebildes ImageImageImageimageimage mit einer rechteckigen Maske der Größe MaskWidthMaskWidthMaskWidthmaskWidthmask_width × MaskHeightMaskHeightMaskHeightmaskHeightmask_height durch und liefert das gefilterte Bild in ImageMedianImageMedianImageMedianimageMedianimage_median zurück.

Konzeptuell sortiert der Medianfilter alle Grauwerte innerhalb der Maske aufsteigend und wählt dann den Median der Grauwerte aus. Der Median ist der „mittlere“ der sortierten Grauwerte, d.h. der Grauwert mit dem Rang (Position) (MaskWidthMaskWidthMaskWidthmaskWidthmask_width * MaskHeightMaskHeightMaskHeightmaskHeightmask_height - 1) / 2 + 1 der sortierten Grauwerte, wobei der Rang 1 dem kleinsten Grauwert und der Rang MaskWidthMaskWidthMaskWidthmaskWidthmask_width * MaskHeightMaskHeightMaskHeightmaskHeightmask_height dem größten Grauwert innerhalb der Maske entspricht (siehe auch rank_rectrank_rectRankRectRankRectrank_rect).

median_rectmedian_rectMedianRectMedianRectmedian_rect kann unter anderem zur Glättung von Bildern, zum Unterdrücken unerwünschter Objekte (z.B. Punkte und Linienstrukturen), die kleiner als die Maske sind, und somit zur Schätzung der Hintergrundbeleuchtung für eine Shading-Korrektur oder als Vorverarbeitung für die dynamische Schwellenwertoperation (siehe dyn_thresholddyn_thresholdDynThresholdDynThresholddyn_threshold) verwendet werden.

median_rectmedian_rectMedianRectMedianRectmedian_rect kann bei Verwendung einer quadratischen 3x3 oder 5x5 Filtermaske auf OpenCL-Geräten ausgeführt werden.

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

Achtung

Werden für MaskWidthMaskWidthMaskWidthmaskWidthmask_width oder MaskHeightMaskHeightMaskHeightmaskHeightmask_height gerade statt ungerade Werte übergeben, verwendet median_rectmedian_rectMedianRectMedianRectmedian_rect an ihrer Stelle die nächstgrößeren ungeraden Werte.

median_rectmedian_rectMedianRectMedianRectmedian_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 median_rectmedian_rectMedianRectMedianRectmedian_rect für große Masken die schnellste Implementierung des Medianfilters in HALCON. Abhängig von der Rechnerarchitektur (Prozessortyp, Verfügbarkeit von SIMD-Befehlen wie SSE2 oder MMX, Cachegröße und -durchsatz, Speicherdurchsatz) ist für kleine Werte von MaskHeightMaskHeightMaskHeightmaskHeightmask_height die in median_imagemedian_imageMedianImageMedianImagemedian_image und rank_imagerank_imageRankImageRankImagerank_image verwendete Implementierung schneller als median_rectmedian_rectMedianRectMedianRectmedian_rect. Typischerweise ist das für MaskHeightMaskHeightMaskHeightmaskHeightmask_height 15 der Fall, kann aber z.B. bei nicht vorhandenen SIMD-Befehlen und langsamem Speicher auch für größere Werte von MaskHeightMaskHeightMaskHeightmaskHeightmask_height zutreffen.

Weiterhin ist zu beachten, dass median_rectmedian_rectMedianRectMedianRectmedian_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 median_imagemedian_imageMedianImageMedianImagemedian_image und rank_imagerank_imageRankImageRankImagerank_image auch für größere Werte von MaskHeightMaskHeightMaskHeightmaskHeightmask_height schneller als median_rectmedian_rectMedianRectMedianRectmedian_rect sind.

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

Unterstützt OpenCL Compute Devices.
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

ImageImageImageimageimage (input_object) (multichannel-)image(-array) → object (byte*) *erlaubt für Compute Devices

Zu filterndes Bild.

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

Gefiltertes Bild.

MaskWidthMaskWidthMaskWidthmaskWidthmask_width (input_control) integer → (integer)

Breite der Filtermaske.

Default: 15

Werteliste (für Compute Devices): 3, 5

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

Wertebereich: 3 ≤ MaskWidth MaskWidth MaskWidth maskWidth mask_width ≤ 4095

Minimale Schrittweite: 2

Empfohlene Schrittweite: 2

MaskHeightMaskHeightMaskHeightmaskHeightmask_height (input_control) integer → (integer)

Höhe der Filtermaske.

Default: 15

Werteliste (für Compute Devices): 3, 5

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

Wertebereich: 3 ≤ MaskHeight MaskHeight MaskHeight maskHeight mask_height ≤ 4095

Minimale Schrittweite: 2

Empfohlene Schrittweite: 2

Komplexität

Pro Bildpunkt: O(1).

Ergebnis

Sind die Parameterwerte korrekt, dann liefert median_rectmedian_rectMedianRectMedianRectmedian_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>)set_system("no_object_result",<Result>) festlegen. Gegebenenfalls wird eine Fehlerbehandlung durchgeführt.

Vorgänger

read_imageread_imageReadImageReadImageread_image

Nachfolger

thresholdthresholdThresholdThresholdthreshold, dyn_thresholddyn_thresholdDynThresholdDynThresholddyn_threshold, regiongrowingregiongrowingRegiongrowingRegiongrowingregiongrowing

Alternativen

median_imagemedian_imageMedianImageMedianImagemedian_image, rank_rectrank_rectRankRectRankRectrank_rect, rank_imagerank_imageRankImageRankImagerank_image

Siehe auch

gray_erosion_rectgray_erosion_rectGrayErosionRectGrayErosionRectgray_erosion_rect, gray_dilation_rectgray_dilation_rectGrayDilationRectGrayDilationRectgray_dilation_rect, gray_erosion_shapegray_erosion_shapeGrayErosionShapeGrayErosionShapegray_erosion_shape, gray_dilation_shapegray_dilation_shapeGrayDilationShapeGrayDilationShapegray_dilation_shape, gray_erosiongray_erosionGrayErosionGrayErosiongray_erosion, gray_dilationgray_dilationGrayDilationGrayDilationgray_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