Java DIP - Entenda a convolução

Convolução é uma operação matemática em duas funções f e g. As funções feg, neste caso, são imagens, já que uma imagem também é uma função bidimensional.

Realizando Convolução

Para realizar a convolução em uma imagem, as seguintes etapas são realizadas -

• Vire a máscara (horizontal e verticalmente) apenas uma vez.
• Deslize a máscara na imagem.
• Multiplique os elementos correspondentes e, em seguida, adicione-os.
• Repita este procedimento até que todos os valores da imagem tenham sido calculados.

Nós usamos OpenCV função filter2Dpara aplicar convolução às imagens. Pode ser encontrado emImgprocpacote. Sua sintaxe é fornecida abaixo -

filter2D(src, dst, depth , kernel, anchor, delta, BORDER_DEFAULT );

Os argumentos da função são descritos abaixo -

Sr. Não.	Argumento e Descrição
1	src É a imagem de origem.
2	dst É uma imagem de destino.
3	depth É a profundidade do dst. Um valor negativo (como -1) indica que a profundidade é igual à fonte.
4	kernel É o kernel a ser varrido pela imagem.
5	anchor É a posição da âncora em relação ao seu núcleo. A localização Ponto (-1, -1) indica o centro por padrão.
6	delta É um valor a ser adicionado a cada pixel durante a convolução. Por padrão, é 0.
7	BORDER_DEFAULT Deixamos esse valor por padrão.

Exemplo

O exemplo a seguir demonstra o uso da classe Imgproc para realizar a convolução em uma imagem em tons de cinza.

import org.opencv.core.Core;
import org.opencv.core.CvType;
import org.opencv.core.Mat;

import org.opencv.highgui.Highgui;
import org.opencv.imgproc.Imgproc;

public class convolution {
   public static void main( String[] args ) {
   
      try {
         int kernelSize = 3;
         System.loadLibrary( Core.NATIVE_LIBRARY_NAME );
         
         Mat source = Highgui.imread("grayscale.jpg",  Highgui.CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE);
         Mat destination = new Mat(source.rows(),source.cols(),source.type());
         
         Mat kernel = new Mat(kernelSize,kernelSize, CvType.CV_32F) {
            {
               put(0,0,0);
               put(0,1,0);
               put(0,2,0);

               put(1,0,0);
               put(1,1,1);
               put(1,2,0);

               put(2,0,0);
               put(2,1,0);
               put(2,2,0);
            }
         };
         
         Imgproc.filter2D(source, destination, -1, kernel);
         Highgui.imwrite("original.jpg", destination);
         
      } catch (Exception e) {
          System.out.println("Error:" + e.getMessage());
      }
   }
}

Resultado

Neste exemplo, nós convolvemos nossa imagem com o seguinte filtro (kernel). Este filtro resulta na produção da imagem original como ela é -

0	0	0
0	1	0
0	0	0

Imagem original

Imagem Convolvida