लोपास / हाईपास फ़िल्टरिंग की भौतिक व्याख्या क्या है?

Question

छवि / सिग्नल प्रोसेसिंग संदर्भ में हमने देखा / हम जानते हैं कि यदि 4 नमूने हैं और यदि हम उन 4 नमूनों का औसत लेते हैं, तो हम कहते हैं कि परिणाम नमूना एक कम पास फ़िल्टर आउटपुट नमूना है। यह इमेज प्रोसेसिंग संदर्भ में बहुत प्रासंगिक है। अब फिर, क्या ऑपरेशन है जो एक उच्च पास फ़िल्टरिंग का तात्पर्य है, क्या यह कुछ अधिकतम 4 नमूने ढूंढ रहा है और इसे आउटपुट नमूने के रूप में डाल रहा है, या अन्य गणितीय संचालन का अर्थ है कि उच्च पास फ़िल्टरिंग का अर्थ है औसत पास फ़िल्टरिंग।

Answer 1

आपने 4 नमूने लेने और उसका औसत लेने का जो उदाहरण दिया, वह एक गरीब-आदमी के कम-पास फिल्टर की तरह है। आमतौर पर चीजें उतनी सरल नहीं होतीं। लेकिन समझ के लिए इन सरल उदाहरणों का उपयोग करने में कुछ मूल्य है।

एक कम पास फिल्टर वास्तव में 4 नमूने लेने और औसतन लेने जैसा है। उदाहरण के लिए:

samples = [6 1 -10 -4];
avg_value = mean(samples) = -1.75

उच्च पास फिल्टर "डीसी" शब्द को हटा रहा है। या अधिक आम तौर पर, यह उन डेटा को हटा रहा है जो बदल नहीं रहा है। इसके बारे में सोचने का एक सरल तरीका यह है कि आप प्रत्येक नमूने से अपने avg_value को घटाएं। उदाहरण के लिए:

samples = [6 1 -10 -4];
avg_value = mean(samples) = -1.75;
high_pass = samples-avg_value;
high_pass: [7.75 2.75 -8.25 -2.25]

अब यदि आप "उच्च उत्तीर्ण" संकेत का औसत लेते हैं तो आप अंत में 0 प्राप्त करते हैं।

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ये दो 'फ़िल्टर' जिनका मैं उल्लेख करता हूं, दोनों चरम में हैं कि आपके पास एक फ़िल्टर है जो आपको केवल डीसी देता है और दूसरा फ़िल्टर जो केवल डीसी को निकालता है। मूल रूप से आप जो प्राप्त कर रहे हैं वह यह आदर्श फ़िल्टर है जहाँ कम-पास फ़िल्टर आपको हरा और उच्च पास फ़िल्टर आपको पीला देता है।

आपके द्वारा उपयोग किए जाने वाले अधिकांश फ़िल्टर में एक प्रतिक्रिया होगी जो कम पास के लिए इस तरह दिखता है:

और यह एक उच्च पास के लिए:

Comments

kellenjb - धन्यवाद। मैं यह बता सकता हूं कि आपके उत्तर में क्या कहा गया है: high_pass = नमूना - औसत, और @MArtin थॉम्पसन ने छवि को तेज करने वाले एल्गोरिथ्म के ऊपर इस उत्तर में क्या कहा है जो कि ओरिजिअम - धुंधला संस्करण = ImaeEdgeMap है। और ओरिजिऐमेज + इमेजएडजैप = शार्प्ड ओरिजिनइमेज।

— सुनहरी

एक हाई-पास सिर्फ डीसी को नहीं हटाता है, अगर कुछ "कटऑफ" बिंदु के नीचे सभी आवृत्तियों को (कुछ हद तक या किसी अन्य) को मिलाया जाता है।

— मार्टिन थॉम्पसन

@Martin हाँ, और एक कम पास फिल्टर नहीं है बस आप डीसी या तो दे। मैं सिर्फ साधारण मामले में जा रहा हूं क्योंकि ऐसा लगता है कि ओपी कहां है।

— कालेनजब

क्यों होता है पतन? मैं क्या सुधार कर सकता हूं?

— केलेंज्ब

Answer 2

सबसे पहले, एक औसत एक बहुत विशिष्ट कम-पास फिल्टर है।

हाई-पास फ़िल्टरिंग का अर्थ है, तेजी से बदलाव रखना और "क्रमिक परिवर्तन" को त्यागना। भेदभाव ऐसा करने का एक क्लासिक गणितीय तरीका है।

$(\begin{matrix} 1 & -1 \end{matrix})$

इमेज-प्रोसेसिंग सर्किल में हाई-पास फ़िल्टरिंग को "एज-डिटेक्शन" भी कहा जाता है।

Comments

विभेदन द्वारा, क्या आपको अंतर संकेत से मतलब है। जैसे हाईपास = [नमूना 1 - नमूना 2, नमूना 2 - नमूना 3, नमूना 3 - नमूना 4]। इस प्रकार का।

— सुनहरा

@goldenmean हाँ, यह बहुत ज्यादा है कि वह क्या मतलब है। कभी कभी अलग स्केलिंग कारकों क्या जरूरत है पर निर्भर करता है जोड़ रहे हैं, [sample1 तरह - .5 * sample2, sample2 - .5 * sample3 आदि .. के साथ (1 -.5) convolving रूप में ही है कि

— Kellenjb

भेदभाव हालांकि एक पारंपरिक उच्च-पास फिल्टर नहीं है। प्रतिक्रिया अनंत तक बढ़ जाती है

— एंडोलिथ

Answer 3

छवि प्रसंस्करण में, कम पास फिल्टर छवियों को चिकना बनाता है, और अधिक धुंधला हो जाता है क्योंकि यह पिक्सेल के पड़ोस को औसत करता है। उच्च पास फिल्टर किनारों को अधिक दृश्यमान और तेज बनाता है क्योंकि यह छवियों में किनारों का पता लगाता है। इसका कारण यह है कि जहां किनारों होते हैं, छवियों में सबसे नाटकीय परिवर्तन होता है। कम पास इस नाटकीय वृद्धि को कम करने या पड़ोस के औसत से छवि में कमी करने की कोशिश करता है जबकि उच्च पास फिल्टर पिक्सेल मूल्यों को घटाकर इसे और अधिक दृश्यमान बनाता है।

Answer 4

एक अलग एनालॉग दृष्टिकोण से, इनपुट सिग्नल के कुछ हिस्सों को अस्वीकार करने वाले अर्थ को फ़िल्टर करना। दूसरे शब्दों में, फिल्टर "प्रतिबाधा" संकेत के कुछ हिस्सों के साथ मेल नहीं खाता है, इसलिए यह वापस परिलक्षित होता है।