El procesamiento de imágenes de dominio de degradado , también llamado edición de imágenes de Poisson , [1] es un tipo de procesamiento de imágenes digitales que opera sobre las diferencias entre los píxeles vecinos, en lugar de sobre los valores de los píxeles directamente. Matemáticamente, un gradiente de imagen representa la derivada de una imagen, por lo que el objetivo del procesamiento del dominio del gradiente es construir una nueva imagen integrando el gradiente, lo que requiere resolver la ecuación de Poisson . [2]
Descripción general
El procesamiento de imágenes en el dominio de degradado es un proceso de dos pasos. El primer paso es elegir un degradado de imagen. Esto a menudo se extrae de una o más imágenes y luego se modifica, pero también se puede obtener por otros medios. Por ejemplo, algunos investigadores han explorado las ventajas de que los usuarios pinten directamente en el dominio del gradiente, [3] mientras que otros han propuesto muestrear un gradiente directamente desde un sensor de cámara. [4] El segundo paso es resolver la ecuación de Poisson para encontrar una nueva imagen que pueda producir el gradiente del primer paso. A menudo, no existe una solución exacta porque el campo de degradado modificado ya no es conservador , por lo que se encuentra una imagen que se aproxima lo más posible al degradado deseado.
Edición de imagen
Para fines de edición de imágenes , el degradado se obtiene de una imagen existente y se modifica. Se pueden usar varios operadores, como diferencia finita o Sobel , para encontrar el gradiente de una imagen dada. Este degradado se puede manipular directamente para producir una serie de efectos diferentes cuando se resuelve la imagen resultante. Por ejemplo, si el gradiente se escala mediante una constante uniforme, el resultado es un filtro de nitidez simple. Se puede hacer un mejor filtro de nitidez escalando solo el gradiente en áreas consideradas importantes. [2] Otros usos incluyen unión de imágenes sin fisuras , [5] eliminación de detalles no deseados de una imagen, [1] filtros de renderizado no fotorrealistas , [2] desbloqueo de imágenes , [2] la capacidad de clonar sin problemas una parte de una imagen en otro en formas que son difíciles de lograr con técnicas de dominio de imagen convencionales, [1] e imágenes de alto rango dinámico [6] Estas técnicas de edición de dominio de gradiente también pueden extenderse a imágenes en movimiento considerando un videoclip como un cubo de píxeles y resolviendo una ecuación de Poisson 3d. [7]
Clonación de imágenes perfecta
La composición digital es una tarea común en la edición de imágenes en la que parte o la totalidad de una foto se pega en otra foto. Tradicionalmente, esto se hace pegando los valores de píxeles de una imagen a la otra. Un artista bien capacitado puede hacer un compuesto convincente utilizando técnicas tradicionales, pero generalmente requiere una corrección de color y un corte de máscara que requieren mucho tiempo para que funcione. Alternativamente, el pegado se puede realizar en el dominio de degradado: si se pegan las diferencias entre los píxeles en lugar de los valores de píxeles reales, a veces se necesita mucha menos entrada del usuario para lograr un resultado limpio. El siguiente ejemplo demuestra el uso del procesamiento de imágenes de dominio de degradado para pegar sin problemas de una imagen a otra.
Observe que tanto la mano como el ojo cambiaron ligeramente de color en la imagen reconstruida a partir del degradado modificado. Esto sucedió porque el solucionador estaba configurado para buscar la imagen completa. Sin embargo, es posible agregar restricciones para que solo se resuelva la sección pegada, dejando el resto de la imagen sin modificar. También vale la pena señalar que el degradado que se muestra arriba representa la derivada de un solo canal de color (rojo) y se renderizó con colores que representan la fuerza y la dirección del degradado. En la práctica, se encuentran dos imágenes de degradado en escala de grises por canal de color, una que representa el cambio en x y la otra que representa el cambio en y . Cada canal de color se resuelve de forma independiente al reconstruir la imagen final.
Referencias
- ^ a b c Pérez, Patrick, Michel Gangnet y Andrew Blake. "Edición de imágenes de Poisson". Transacciones ACM en gráficos. Vol. 22. No. 3. ACM, 2003.
- ^ a b c d Bhat, Pravin, et al. "Gradientshop: un marco de optimización de dominio de gradiente para el filtrado de imágenes y videos". Transacciones de ACM sobre gráficos 29.2 (2010): 10.
- ^ McCann, James y Nancy S. Pollard. "Pintura de dominio de degradado en tiempo real". Transacciones ACM en gráficos. Vol. 27. No. 3. ACM, 2008.
- ^ Tumblin, Jack, Amit Agrawal y Ramesh Raskar. "Por qué quiero una cámara degradada". Visión por computadora y reconocimiento de patrones, 2005. CVPR 2005. Conferencia de la IEEE Computer Society en. Vol. 1. IEEE, 2005.
- ^ Levin, Anat y col. "Costura perfecta de imágenes en el dominio de degradado". Computer Vision-ECCV 2004. Springer Berlin Heidelberg, 2004. 377-389.
- ^ Fattal, Raanan, Dani Lischinski y Michael Werman. "Compresión de alto rango dinámico de dominio de gradiente". Transacciones ACM en gráficos. Vol. 21. No. 3. ACM, 2002.
- ^ Wang, Hongcheng y col. "Videoshop: un nuevo marco para la edición de video espacio-temporal en el dominio del gradiente". Modelos gráficos 69.1 (2007): 57-70.