邊緣銳化

簡介

邊緣銳化 (Edge crispening)是影像處理的濾波器，能夠加強影像或是影片的邊緣對比度。在視覺上，具有清晰邊界的影像較受使用者喜愛。

邊緣通常具有以下幾點特性：

(1) 表面法向量不連續性 (Surface normal discontinuity)

(2) 深度不連續性 (Depth discontinuity)

(3) 表面顏色不連續性 (Surface color discontinuity)

(4) 亮度不連續性 (Illumination discontinuity)

由於邊緣經傅立葉轉換後為高頻的成分，若單純使用高通濾波器，會導致同樣屬於高頻的噪聲被放大，因此常用的解決方法為非銳化濾鏡(Unsharp masking)。

非銳化濾鏡(Unsharp masking)結合全通濾波器和低通濾波器以達到銳化邊緣，但不放大噪聲的功能，使用非銳化濾鏡後的影像雖然邊界會較清楚，但在影像中的物體會變得較不清楚，在訊號處理中的非銳化濾鏡通常指的是放大信號高頻的線性或非線性濾波器。

如圖1所表示的，輸入為F(j, k)，輸出為G(j ,k)，而G(j, k)由全通濾波器和低通濾波器的線性組合。

而非銳化濾鏡有三個重要的參數：

(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。