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imfilter

Filtrado multidimensional de imágenes multidimensionales

Sintaxis

B = imfilter(A,h)

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

Descripción

B = imfilter(A,h) filtra el arreglo multidimensional A con el filtro multidimensional h y devuelve el resultado en B.

B = imfilter(A,h,options,...) realiza el filtrado multidimensional de acuerdo con una o más opciones especificadas.

Ejemplos

Crear un filtro y aplicarlo

Lea una imagen a color en el área de trabajo y muéstrela en pantalla.

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

Cree un filtro de desenfoque de movimiento utilizando la función fspecial.

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

Aplique el filtro a la imagen original para crear una imagen con desenfoque de movimiento. Tenga en cuenta que imfilter es más eficiente que algunas otras funciones de filtrado, ya que devuelve como salida un arreglo del mismo tipo de datos que el arreglo de imagen de entrada. En este ejemplo, la salida es un arreglo de uint8.

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

Filtre la imagen nuevamente, en esta ocasión especificando la opción de réplica de límites.

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

Filtrar imágenes utilizando imfilter con convolución

Por defecto, imfilter utiliza correlación, debido a que las funciones de diseño de filtro de la toolbox producen núcleos de correlación. Para usar convolución, utilice el parámetro opcional.

Cree una matriz de muestra.

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

Cree un filtro.

h = [-1 0 1];

Filtre utilizando correlación, por defecto.

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

Filtre utilizando convolución, especificando imfilter con el parámetro opcional.

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

Convertir la clase de la imagen para evitar valores de salida negativos

En este ejemplo, la salida de imfilter tiene valores negativos cuando la entrada es de la clase double. Para evitar valores negativos, convierta la imagen a un tipo de datos diferente antes de llamar a imfilter. Por ejemplo, cuando el tipo de datos de entrada es uint8, imfilter trunca los valores de salida a 0. Puede ser también apropiado convertir la imagen a un tipo de datos de entero con signo.

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

Filtre la imagen con imfilter.

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

Observe que el resultado tiene valores negativos. Para evitar valores negativos de la imagen de salida, convierta la imagen de entrada a uint8 antes de aplicar el filtrado. Dado que la entrada imfilter es de la clase uint8, la salida también es de la clase uint8 y imfilter trunca los valores negativos a 0.

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

Argumentos de entrada

A — Imagen que se desea filtrar

Arreglo numérico

Imagen que se desea filtrar, especificada como arreglo numérico de dimensión.

Tipos de datos: single | double | int8 | int16 | int32 | uint8 | uint16 | uint32 | logical

h — Filtro multidimensional

Arreglo multidimensional

Filtro multidimensional, especificado como un arreglo multidimensional.

Tipos de datos: double

options — Opciones que controlan la operación de filtrado

vector de caracteres | escalar de cadena | Escalar numérico

Opciones que controlan la operación de filtrado, especificadas como vector de caracteres, escalar de cadena o escalar numérico. Para especificar varias opciones, separe los valores con comas. En las tablas siguientes, se enumeran las opciones admitidas para el relleno, el tamaño de salida y el uso de correlación o convolución.

Opciones de relleno

Valor	Descripción	Ejemplo
Escalar numérico, X	A los valores del arreglo de entrada que se encuentran fuera de los límites del arreglo se les asigna el valor X. Cuando no se especifica una opción de relleno, el valor predeterminado es 0.	$$\left[\begin{array}{ccc}3& 1& 4\\ 1& 5& 9\\ 2& 6& 5\end{array}\right]\to \left[\begin{array}{ccccccc}2& 2& 2& 2& 2& 2& 2\\ 2& 2& 2& 2& 2& 2& 2\\ 2& 2& 3& 1& 4& 2& 2\\ 2& 2& 1& 5& 9& 2& 2\\ 2& 2& 2& 6& 5& 2& 2\\ 2& 2& 2& 2& 2& 2& 2\\ 2& 2& 2& 2& 2& 2& 2\end{array}\right]$$
"symmetric"	Los valores del arreglo de entrada que se encuentran fuera de los límites del arreglo se calculan reflejando en espejo el arreglo a lo largo de su borde.	$$\left[\begin{array}{ccc}3& 1& 4\\ 1& 5& 9\\ 2& 6& 5\end{array}\right]\to \left[\begin{array}{ccccccc}5& 1& 1& 5& 9& 9& 5\\ 1& 3& 3& 1& 4& 4& 1\\ 1& 3& 3& 1& 4& 4& 1\\ 5& 1& 1& 5& 9& 9& 5\\ 6& 2& 2& 6& 5& 5& 6\\ 6& 2& 2& 6& 5& 5& 6\\ 5& 1& 1& 5& 9& 9& 5\end{array}\right]$$
"replicate"	Los valores del arreglo de entrada que se encuentran fuera de los límites del arreglo se asumen iguales que el valor de borde más cercano del arreglo.	$$\left[\begin{array}{ccc}3& 1& 4\\ 1& 5& 9\\ 2& 6& 5\end{array}\right]\to \left[\begin{array}{ccccccc}3& 3& 3& 1& 4& 4& 4\\ 3& 3& 3& 1& 4& 4& 4\\ 3& 3& 3& 1& 4& 4& 4\\ 1& 1& 1& 5& 9& 9& 9\\ 2& 2& 2& 6& 5& 5& 5\\ 2& 2& 2& 6& 5& 5& 5\\ 2& 2& 2& 6& 5& 5& 5\end{array}\right]$$
"circular"	Los valores del arreglo de entrada que se encuentran fuera de los límites del arreglo se calculan asumiendo implícitamente que el arreglo de entrada es periódico.	$$\left[\begin{array}{ccc}3& 1& 4\\ 1& 5& 9\\ 2& 6& 5\end{array}\right]\to \left[\begin{array}{ccccccc}5& 9& 1& 5& 9& 1& 5\\ 6& 5& 2& 6& 5& 2& 6\\ 1& 4& 3& 1& 4& 3& 1\\ 5& 9& 1& 5& 9& 1& 5\\ 6& 5& 2& 6& 5& 2& 6\\ 1& 4& 3& 1& 4& 3& 1\\ 5& 9& 1& 5& 9& 1& 5\end{array}\right]$$

Opciones de tamaño de salida

Valor	Descripción
"same"	El arreglo de salida tiene el mismo tamaño que el arreglo de entrada. Este es el comportamiento predeterminado cuando no se especifican opciones de tamaño de salida.
"full"	El arreglo de salida es el resultado totalmente filtrado y, por lo tanto, es más grande que el arreglo de entrada.

Opciones de correlación y convolución

Valor	Descripción
"corr"	imfilter realiza el filtrado multidimensional utilizando correlación, que es la misma forma en que filter2 realiza el filtrado. Cuando no se especifica ninguna opción de correlación o convolución, imfilter utiliza correlación.
"conv"	imfilter realiza el filtrado multidimensional utilizando convolución.

Argumentos de salida

B — Imagen filtrada

Arreglo numérico

Imagen filtrada, devuelta como arreglo numérico del mismo tamaño y tipo de datos que la imagen de entrada, A.

Sugerencias

• Esta función puede sacar ventaja de la optimización de hardware que hace que los algoritmos que usan los tipos de datos uint8, uint16, int16, single y double se ejecuten más rápido.

Algoritmos

• La función imfilter calcula el valor de cada píxel de salida utilizando aritmética en punto flotante de doble precisión. Si el resultado sobrepasa el rango del tipo de datos, imfilter trunca el resultado hasta el rango que permite el tipo de datos. Si el tipo de datos es entero, imfilter redondea los valores fraccionarios.

• Si especifica un núcleo de tamaño par h, el centro del núcleo es floor((size(h) + 1)/2).

  Por ejemplo, el centro del filtro de 4 elementos [0.25 0.75 -0.75 -0.25] es el segundo elemento, 0.75. El filtro proporciona los mismos resultados que el filtro de 5 elementos [0 0.25 0.75 -0.75 -0.25].

Capacidades ampliadas

Generación de código C/C++

Genere código C y C++ mediante MATLAB® Coder™.

Notas y limitaciones de uso:

• imfilter es compatible con la generación de código C (requiere MATLAB^® Coder™). Tenga en cuenta que, si selecciona la plataforma objetivo genérica MATLAB Host Computer, imfilter genera código que utiliza una biblioteca compartida precompilada específica de la plataforma. El uso de una biblioteca compartida mantiene las optimizaciones de rendimiento, pero limita las plataformas objetivo para las que se puede generar código. Para obtener más información, consulte Types of Code Generation Support in Image Processing Toolbox.

• Cuando se genera código, la imagen de entrada, A, debe ser 2D o 3D. El valor del argumento de entrada, options, debe ser una constante en tiempo de compilación.

• Si especifica un núcleo grande h, un núcleo que contiene valores grandes o una imagen que contiene valores grandes, se pueden ver distintos resultados entre MATLAB y el código generado en caso de usar tipos de datos en punto flotante. Esto sucede debido a la acumulación de errores a causa de las diferentes aplicaciones de los algoritmos.

Generación de código de GPU

Genere código CUDA® para GPU NVIDIA® mediante GPU Coder™.

Notas y limitaciones de uso:

• Cuando se genera código, la imagen de entrada, A, debe ser 2D o 3D. El valor del argumento de entrada, options, debe ser una constante en tiempo de compilación.

• Si especifica un núcleo grande h, un núcleo que contiene valores grandes o una imagen que contiene valores grandes, se pueden ver distintos resultados entre MATLAB y el código generado en caso de usar tipos de datos en punto flotante. Esto sucede debido a la acumulación de errores a causa de las diferentes aplicaciones de los algoritmos.

• Con CUDA^® toolkit v9.0, un bug en la optimización de NVIDIA^® causa una discrepancia numérica entre los resultados del código generado y MATLAB. Como solución alternativa, desactive la optimización pasando las siguientes banderas en el objeto de configuración (cfg) antes de generar el código.

  cfg.GpuConfig.CompilerFlags = ‘-Xptxas -O0’

  Se espera que NVIDIA arregle este bug en CUDA toolkit v9.1.

Entorno basado en subprocesos

Ejecute código en segundo plano con MATLAB® backgroundPool o acelere código con Parallel Computing Toolbox™ ThreadPool.

Esta función es totalmente compatible con los entornos basados en hilos. Para obtener más información, consulte Ejecutar funciones de MATLAB en entornos basados en subprocesos.

Arreglos GPU

Acelere código mediante la ejecución en una unidad de procesamiento gráfico (GPU) mediante Parallel Computing Toolbox™.

Notas y limitaciones de uso:

• El núcleo de filtrado h debe ser un vector o una matriz 2D del tipo de datos double.

• Si la imagen se filtra utilizando una GPU, imfilter calcula el valor de cada píxel de salida utilizando precisión simple o punto flotante de doble precisión, dependiendo del tipo de datos de A. Si A contiene valores de doble precisión o del tipo uint32, imfilter utiliza valores de doble precisión. En todos los demás tipos de dato, imfilter utiliza precisión simple. Si A es un entero o un arreglo lógico, imfilter trunca los elementos de salida que exceden el rango del tipo de datos dado y redondea los valores fraccionales.

Para obtener más información, consulte Procesamiento de imágenes en una GPU.

Historial de versiones

Introducido antes de R2006a

R2022b: Compatibilidad con entornos basados en hilos

Ahora imfilter es compatible con los entornos basados en hilos.

Consulte también

conv2 | convn | filter2 | fspecial

Temas

• Filtrar imágenes en escala de grises y en color verdadero (RGB) utilizando la función imfilter
• Opciones de relleno de límites de imfilter
• ¿En qué consiste el filtrado de imágenes en el dominio espacial?