VTK高通濾波器

5.6.3 高通濾波

1．理想高通濾波器

高通濾波與低通濾波正好相反，是讓頻域圖像的高頻部分通過而抑制低頻部分。圖像的邊緣對應高頻分量，是以高通濾波的效果是圖像銳化。同樣，最簡單的高通濾波器是理想高通濾波器。其基本思想是通過設定一個頻率門檻值，讓高于該門檻值的頻率部分通過，而低于門檻值的低頻部分設定為0。下述代碼示範了VTK 中理想高通濾波vtkImageIdealHighPass 的應用：

 
 vtkSmartPointer<vtkImageIdealHighPass> highPassFilter =         
      
 vtkSmartPointer<vtkImageIdealHighPass>::New();         
      
 highPassFilter->SetInputConnection(fftFilter->GetOutputPort());         
      
 highPassFilter->SetXCutOff(0.1);         
      
 highPassFilter->SetYCutOff(0.1);         
      
 highPassFilter->Update();        
     
    

同低通濾波一樣，通過SetXCutOff()和SetYCutOff()設定X 和Y 方向的截止頻率。圖 5-42 是理想高通濾波的運作結果。從結果可以看出，理想高通濾波後圖像得到銳化處理，圖像僅剩下邊緣。

2．巴特沃斯高通濾波器

理想高通濾波器不能通過電子元器件來實作，而且存在振鈴現象。在實際應用中，最常使用的高通濾波器是巴特沃斯高通濾波器。該濾波器的轉移函數為

D(u,v)表示頻域中點到頻域平面的距離，D0 是截止頻率。當D(u,v)大于D0 時，對應的H(u,v)逐漸接近1，進而使得高頻部分得以通過；而當D(u,v)小于D0 時，H(u,v)逐漸接近0，實作低頻部分過濾。巴特沃斯高通濾波器在VTK 中對應的類是vtkImageButterworthHighPass類，代碼如下：

 
 vtkSmartPointer<vtkImageButterworthLowPass> lowPassFilter =         
      
 vtkSmartPointer<vtkImageButterworthLowPass>::New();         
      
 lowPassFilter->SetInputConnection(fftFilter->GetOutputPort());         
      
 lowPassFilter->SetXCutOff(0.05);         
      
 lowPassFilter->SetYCutOff(0.05);         
      
 lowPassFilter->Update();        
     
    

vtkImageButterworthHighPass 的使用方法與理想高通濾波一緻。這裡也需要設定X 和Y軸的截止頻率，為了便于比較，其截止頻域與理想高通濾波設定一緻。圖5-43 為其運作結果。