sabato 31 agosto 2013

Unsharp masking

Anche il filtro di "unsharp masking" o "maschera sfuocata" può essere classificato come un filtro differenziale come quelli già qui descritti in precedenza, il Median Coma Model e il Larson-Sekanina. Data infatti un'immagine $ f(x,y) $, è possibile sottrarre da essa un'altra immagine, ricavata dalla stessa, ma opportunamente sfuocata $ f_S (x,y) $ ed ottenere la così detta "maschera" $ g_M(x,y) $:
\begin{equation}
g_M(x,y) = f(x,y) - f_S (x,y)
\end{equation}
La sfuocatura può essere applicata sia con un filtro mediano, con un gaussiano o anche un laplaciano: le variazioni su grande scala sull'immagine originale non vengono intaccate da questi filtri, mentre i dettagli più fini sì, vengono per l'appunto "sfuocati". La "maschera" comporta il passo successivo per ottenere l'immagine finale $ g_F(x,y) $ opportunamente filtrata:
\begin{equation}
g_F(x,y) = f(x,y) - k \times g_M (x,y)
\end{equation}
Sempre nel caso del nostro programma di riferimento Astroart, il coefficiente $ k $ è per l'appunto il valore indicato con "coefficient" nella finestra dell' unsharp masking (vedi figura sotto), mentre il parametro "sigma" richiesto dalla stessa finestra determina l'entità della sfuocatura: maggiore è sigma e maggiore è la sfuocatura applicata alla maschera.


Come tutti i filtri anche l'unsharp masking tende a creare degli artefatti: quello particolarmente fastidioso per le immagini astronomiche viene spesso indicato con il termine dark ring o black ring, che consiste in un vistoso anello nero che avvolge le stelle più luminose dell'immagine filtrata.

Al centro gli artefatti "dark ring" conseguenti all'unsharp masking dell'immagine originale di sinistra. A destra lo stesso unsharp masking con attivata l'opzione "adattiva".
Gli artefatti ad anello sono dovuti alla sottrazione della maschera sfuocata che in certi punti può generare (anzi, certamente genera!) dei valori negativi. Per ovviare a questo è stata prevista un'ulteriore opzione: "adattiva" (o "adaptive") che tronca per l'appunto questi valori negativi riportandoli a zero.

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