9.2. Konvoluutiomatriisi

9.2.1. Yleiskatsaus

Tässä on matemaatikon toimialue. Suurin osa suotimista käyttää konvoluutiomatriisia. Konvoluutiomatriisi-suotimella voit halutessasi luoda kustomoidun suotimen.

Mikä on konvoluutiomatriisi? Voit saada karkean idean siitä käyttämättä matemaattisia työkaluja, jotka vain pieni osa tuntee. Konvoluutio on matriisin käsittelyä toisella matriisilla, jota kutsutaan ytimeksi.

Konvoluutiomatriisi-suodin käyttää ensimmäistä matriisia, joka on käsiteltävä kuva. Kuva on kaksiulotteinen kokoelma pikseleitä suorakulmaisessa koordinaatistossa. Käytettävä ydin riippuu haluamastasi tehosteesta.

GIMP käyttää 5x5 tai 3x3 matriiseja. Me tulemme vain käsittelemän 3x3 matriiseja, koska ne ovat eniten käytettyjä ja ne riittävät kaikkiin haluamiisi tehosteisiin. Jos kaikki ytimen raja-arvot asetetaan nollaan, niin järjestelmä pitää sitä 3x3 matriisina.

Suodin tutkii kuvan jokaista pikseliä peräkkäin. Jokaista niitä kohden, joita kutsumme alustavaksi pikseliksi se kertoo tämän pikselin ja sitä ympäröivien 8 pikselin arvot ytimen vastaavalla arvolla. Sen jälkeen se ynnää tulokset ja alustavan pikselin arvo asetetaan tämän lopputuloksen arvoon.

Yksinkertainen esimerkki:

Vasemmalla on kuvamatriisi: jokainen pikseli on merkattu sen arvolla. Alustavalla pikselillä on punainen raja. Ytimen toiminta-alueella on vihreä raja. Ydin on keskellä ja oikealla on konvoluution tulos.

Tapahtumat kerrottuna: suodin luki ytimen toimita-alueen jokaisen pikselin peräkkäin vasemmalta oikealla ja ylhäältä alas. Se kertoi jokaisen arvon ytimen vastaavalla arvolla ja lisäsi tulokset yhteen. Alustavasta pikselistä on tullut 42: (40*0)+(42*1)+(46*0) + (46*0)+(50*0)+(55*0) + (52*0)+(56*0)+(58*0) = 42. (suodin ei työstä kuvaa vaan sen kopiota). Graafisena tuloksena alustava pikseli on siirtynyt yhden pikselin verran alaspäin.

9.2.2. Suotimen käynnistäminen

Löydät tämän suotimen kuvan ikkunavalikosta SuotimetYleinenKonvoluutiomatriisi….

9.2.3. Asetukset

Kuva 17.167. Konvoluutiomatriisin asetukset

”Konvoluutiomatriisin” asetukset

Matriisi

Tämä on 5x5 ytimen matriisi: syötät haluamasi arvot suoraan ruutuihin.

Jakaja

The result of previous calculation will be divided by this divisor. You will hardly use anything else than 1, which leaves results unchanged, and 9 or 25 according to matrix size, which gives the average of pixel values. The divisor can only be changed when Normalize is unchecked.

Siirtymä

This value is added to the division result. This is useful if result may be negative. This offset may be negative. It can only be changed when Normalize is unchecked.

Raja

Kun alustava pikseli on rajalla, niin osa ytimestä on ulkona kuvasta. Sinun on päätettävä, mitä suotimen tulee tehdä:

Vasemmalta: lähdekuva, Pidennä rajaa, Pakkaa raja, Rajaa raja

Pidennä

Tätä osaa ytimestä ei oteta huomioon.

Pakkaa

Tämä osa ytimestä tutkii vastakkaisen rajan pikseleitä, joten toiselta puolelta katoavat pikselit ilmestyvät uudelleen toisella puolella.

Rajaa

Rajoilla olevia pikseleitä ei ole muokattu, mutta ne on rajattu.

Kanavat

Voit valita sieltä yhden tai useita kanavia, joita suodin tulee työstämään.

Normalize

Jos tämä asetus on valittuna, niin jakaja ottaa konvoluution tuloksen arvon. Jos tämä tulos on nolla (jakaminen nollalla ei ole mahdollista), niin 128:n siirtymä lisätään. Jos se on negatiivinen (negatiivinen väri ei ole mahdollinen), niin 255:n siirtymä lisätään (kääntää tulokset).

Alfan punnitseminen

Jos tämä asetus ei ole valittuna, niin suodin ei ota läpinäkyvyyttä huomioon ja tämä voi aiheuttaa joitakin artefakteja sumentaessa.

9.2.4. Esimerkkejä

Ydinten suunnittelu pohjautuu korkean tason matematiikkaan. Voit löytää valmiiksi tehtyjä ytimiä netistä. Tässä on muutamia esimerkkejä:

Kuva 17.168. Terävöitä

Terävöitä
Terävöitä

Kuva 17.169. Sumenna

Sumenna
Sumenna

Kuva 17.170. Reunanparannus

Reunanparannus
Reunanparannus

Kuva 17.171. Reunanhavaitsija

Reunanhavaitsija
Reunanhavaitsija

Kuva 17.172. Korkokuva

Korkokuva
Korkokuva