邊緣銳化

邊緣銳化 (英語：Edge crispening)是一種用濾波器進行影像處理的過程，通過加強影像或是影片的邊緣對比度來獲得在視覺上較受使用者喜愛的具有清晰邊界的影像。

非銳化濾鏡被應用在此圖的下半部分，使其產生過沖和欠沖並增加銳度。

圖像邊緣特性分析

圖像邊緣通常具有以下特性：

• 表面法向不連續性 (Surface normal discontinuity)
• 深度不連續性 (Depth discontinuity)
• 表面顏色不連續性 (Surface color discontinuity)
• 亮度不連續性 (Illumination discontinuity)

傅里葉變換後,邊緣與噪聲同屬高頻成分。

非銳化濾鏡

單純使用高通濾波器來銳化邊緣，會導致噪聲同時被放大，故常用非銳化濾鏡(英語：Unsharp masking)來處理。在訊號處理中，非銳化濾鏡通常指放大信號高頻部分的線性濾波器或非線性濾波器。

非銳化濾鏡結合全通濾波器和低通濾波器以達到既銳化邊緣，又不放大噪聲的效果，但通常處理後影像中的物體會變得較不清晰。

非銳化濾鏡有三個重要參數：

1. 邊緣銳化的比例 (Amount)：控制邊界變亮或變暗多少， 可被視為增強邊界的對比度，使得影像清晰的感覺更明顯，並不會改變邊界的寬度。
2. 銳化的範圍 (Radius)：將影響銳化後的邊界寬度，因此銳化的範圍越小，越能增強小細節，而較大的銳化範圍會造成邊界的暈染，使得邊界的寬度變大。邊緣銳化的比例和銳化的範圍是互相影響的，銳化的範圍越小，則可以讓邊緣銳化的比例變大。
3. 銳化的條件 (Threshold)：控制銳化的條件，例如亮度變化量或是相鄰像素差值的變化量至少超過某個值，才實行銳化，銳化條件的設立可以讓非邊界的區域仍然保留原貌，因此銳化條件值越小，會使得影像中較多區域符合條件而被銳化。

示例

Unsharp masking

如上圖所示，輸入為$F(j,k)$，輸出為$G(j,k)$。$G(j,k)$是全通濾波器和低通濾波器$LP$分別對$F(j,k)$進行處理後的線性組合。

參考文獻

• Digital Image Processing, 3/E, Rafael C. Gonzalez, and Richard E. Woods
• Non-linear time variant system analysis, Jian-Jiun Ding (2013)