VTK高通滤波器

5.6.3 高通滤波

1．理想高通滤波器

高通滤波与低通滤波正好相反，是让频域图像的高频部分通过而抑制低频部分。图像的边缘对应高频分量，因此高通滤波的效果是图像锐化。同样，最简单的高通滤波器是理想高通滤波器。其基本思想是通过设置一个频率阈值，让高于该阈值的频率部分通过，而低于阈值的低频部分设置为0。下述代码演示了VTK 中理想高通滤波vtkImageIdealHighPass 的应用：

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

同低通滤波一样，通过SetXCutOff()和SetYCutOff()设置X 和Y 方向的截止频率。图 5-42 是理想高通滤波的运行结果。从结果可以看出，理想高通滤波后图像得到锐化处理，图像仅剩下边缘。

2．巴特沃斯高通滤波器

理想高通滤波器不能通过电子元器件来实现，而且存在振铃现象。在实际应用中，最常使用的高通滤波器是巴特沃斯高通滤波器。该滤波器的转移函数为

D(u,v)表示频域中点到频域平面的距离，D0 是截止频率。当D(u,v)大于D0 时，对应的H(u,v)逐渐接近1，从而使得高频部分得以通过；而当D(u,v)小于D0 时，H(u,v)逐渐接近0，实现低频部分过滤。巴特沃斯高通滤波器在VTK 中对应的类是vtkImageButterworthHighPass类，代码如下：

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

vtkImageButterworthHighPass 的使用方法与理想高通滤波一致。这里也需要设置X 和Y轴的截止频率，为了便于比较，其截止频域与理想高通滤波设置一致。图5-43 为其运行结果。