imfilter

多次元イメージの N 次元フィルター処理

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構文

B = imfilter(A,h)
B = imfilter(A,h,options,...)

説明

B = imfilter(A,h) は、多次元フィルター h を使用して多次元配列 A をフィルター処理し、結果を B に返します。

例

B = imfilter(A,h,options,...) は、指定した 1 つ以上のオプションに従って、多次元フィルター処理を行います。

例

例

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ライブ スクリプトを開く

カラー イメージをワークスペースに読み取って表示します。

originalRGB = imread("peppers.png");
imshow(originalRGB)

Figure contains an axes object. The hidden axes object contains an object of type image.

関数 fspecial を使用して動きによるブレのフィルターを作成します。

h = fspecial("motion",50,45);

フィルターを元のイメージに適用し、動きによるブレがあるイメージを作成します。imfilter は、入力イメージ配列と同じデータ型の配列を出力するため、他のフィルター関数よりも、メモリ効率に優れています。この例では、出力は uint8 の配列です。

filteredRGB = imfilter(originalRGB,h);
figure
imshow(filteredRGB)

Figure contains an axes object. The hidden axes object contains an object of type image.

次に、replicate 境界オプションを指定して、イメージを再びフィルター処理します。

boundaryReplicateRGB = imfilter(originalRGB,h,"replicate");
figure
imshow(boundaryReplicateRGB)

Figure contains an axes object. The hidden axes object contains an object of type image.

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既定では、imfilter は相関を使用しますが、これはツールボックスのフィルター設計関数が相関カーネルを作成するためです。オプション パラメーターを使用し、畳み込みを使用します。

サンプル行列を作成します。

A = magic(5)
A = 5×5

    17    24     1     8    15
    23     5     7    14    16
     4     6    13    20    22
    10    12    19    21     3
    11    18    25     2     9

フィルターを作成します。

h = [-1 0 1];

既定の相関を使用してフィルター処理します。

imfilter(A,h)
ans = 5×5

    24   -16   -16    14    -8
     5   -16     9     9   -14
     6     9    14     9   -20
    12     9     9   -16   -21
    18    14   -16   -16    -2

畳み込みを使用してフィルター処理し、オプション パラメーターで imfilter を使用します。

imfilter(A,h,'conv')
ans = 5×5

   -24    16    16   -14     8
    -5    16    -9    -9    14
    -6    -9   -14    -9    20
   -12    -9    -9    16    21
   -18   -14    16    16     2
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この例では、imfilter の出力は、入力が double クラスの場合、負の値をもちます。負の値を避けるには、イメージを異なるデータ型に変換してから、imfilter を呼び出します。たとえば、入力型が uint8 であるとき、imfilter は出力値を 0 に切り捨てます。イメージを符号付き整数型に変換するのが適切な場合があります。

A = magic(5)
A = 5×5

    17    24     1     8    15
    23     5     7    14    16
     4     6    13    20    22
    10    12    19    21     3
    11    18    25     2     9

イメージを imfilter でフィルター処理します。

h = [-1 0 1];
imfilter(A,h)
ans = 5×5

    24   -16   -16    14    -8
     5   -16     9     9   -14
     6     9    14     9   -20
    12     9     9   -16   -21
    18    14   -16   -16    -2

結果が負の値になっていることに注意してください。出力イメージで負の値を避けるには、入力イメージを uint8 に変換してから、フィルター処理を実行します。imfilter への入力が uint8 クラスであるため、出力も uint8 クラスとなり、imfilter は負の値を 0 に切り捨てます。 

A = uint8(magic(5));
imfilter(A,h)
ans = 5×5 uint8 matrix

   24    0    0   14    0
    5    0    9    9    0
    6    9   14    9    0
   12    9    9    0    0
   18   14    0    0    0

入力引数

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フィルター処理されるイメージ。次元の数値配列として指定します。

データ型: single | double | int8 | int16 | int32 | uint8 | uint16 | uint32 | logical

多次元フィルター。N 次元配列として指定します。

データ型: double

フィルタリング演算を制御するオプション。文字ベクトル、string スカラーまたは数値スカラーとして指定します。複数のオプションを指定するには、値をコンマで区切ります。次の表は、パディング、出力サイズ、および相関または畳み込みの使用に関してサポートされているオプションを示しています。

パディングのオプション

値

説明

例

数値スカラー X

配列の境界の外に位置する入力配列の値は、値 X に割り当てられます。パディング オプションを指定しない場合、既定値は 0 となります。

[314159265]→[2222222222222222314222215922222652222222222222222]

"symmetric"

配列の境界の外に位置する入力配列値を計算するには、配列の境界をまたぐ配列の鏡像を使用します。

[314159265]→[5115995133144113314415115995622655662265565115995]

"replicate"

配列の境界の外に位置する入力配列値は、最近傍の配列境界値と等しいと仮定します。

[314159265]→[3331444333144433314441115999222655522265552226555]

"circular"

配列の境界の外に位置する入力配列値は、入力配列が周期的であると暗黙的に仮定します。

[314159265]→[5915915652652614314315915915652652614314315915915]

出力サイズのオプション

値

説明

"same"

出力配列は、入力配列と同じサイズです。これは、出力サイズ オプションが指定されていない場合の既定の動作です。

"full"

出力配列は、すべてのフィルターを適用した結果です。そのため、入力配列より大きくなります。

相関と畳み込みのオプション

値

説明

"corr"

imfilter は、相関を使用して、多次元フィルター処理を実行します。これは、filter2 がフィルター処理を実行する場合と同じ方法です。相関オプションまたは畳み込み オプションが指定されない場合、imfilter は相関を使用します。

"conv"

imfilter は、畳み込みを使用して、多次元フィルター処理を実行します。

出力引数

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フィルター処理されたイメージ。サイズとデータ型が入力イメージ A と同じ数値配列として返されます。

ヒント

  • この関数は、uint8、uint16、int16、single および double の各データ型に対し、ハードウェアの最適化を利用してより速やかな実行ができます。

アルゴリズム

  • 関数 imfilter は倍精度浮動小数点を使用して、各出力ピクセルの値を計算します。結果がデータ型の範囲を超えると、imfilter は結果をデータ型で許可されている範囲になるように切り捨てます。整数データ型の場合、imfilter は小数値を丸めます。

  • サイズが偶数のカーネル h を指定する場合、カーネルの中心は floor((size(h) + 1)/2) です。

    たとえば、4 要素フィルター [0.25 0.75 -0.75 -0.25] の中心は、2 番目の要素 0.75 です。このフィルターでは、5 要素フィルター [0 0.25 0.75 -0.75 -0.25] によるフィルター処理と同一の結果が得られます。

拡張機能

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バージョン履歴

R2006a より前に導入

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参考

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トピック