El procesamiento de imágenes en dominio de gradiente , también llamado edición de imágenes de Poisson , [1] es un tipo de procesamiento de imágenes digitales que opera directamente sobre las diferencias entre píxeles vecinos, en lugar de sobre los valores de los píxeles. 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]
El procesamiento de imágenes en el dominio del gradiente es un proceso de dos pasos. El primer paso es elegir un degradado de imagen. Esto suele extraerse de una o más imágenes y luego modificarse, 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 el sensor de una 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 gradiente modificado ya no es conservador , por lo que se encuentra una imagen que se aproxima lo más posible al gradiente deseado.
El degradado se obtiene de una imagen existente y se modifica para fines de edición de imágenes . Se pueden utilizar varios operadores, como diferencia finita o Sobel , para encontrar el gradiente de una imagen determinada. Luego, este degradado se puede manipular directamente para producir varios efectos diferentes cuando se resuelve la imagen resultante. Por ejemplo, si una constante uniforme escala el gradiente, el resultado es un filtro de nitidez simple. Se puede lograr un filtro de mayor nitidez escalando únicamente el gradiente en las áreas que se consideren importantes. [2] Otros usos incluyen la unión perfecta de imágenes , [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 convencionales de dominio de imagen, [1] e imágenes de alto rango dinámico [6] Estas técnicas de edición de dominio de gradiente también se pueden extender a imágenes en movimiento considerando un videoclip como un cubo. de píxeles y resolviendo una ecuación de Poisson 3D. [7]
La composición digital es una tarea común en la edición de imágenes en la que parte o la totalidad de una fotografía se pega en otra. Tradicionalmente, esto se hace pegando los valores de píxeles de una imagen a otra. Un artista bien capacitado puede hacer una composición convincente utilizando técnicas tradicionales, pero generalmente requiere mucho tiempo de corrección de color y corte de máscara para que funcione. Alternativamente, el pegado se puede realizar en el dominio de gradiente: si se pegan las diferencias entre 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 en dominio de gradiente para pegar de una imagen a otra sin problemas.
Observe que la mano y el ojo cambiaron ligeramente de color en la imagen reconstruida a partir del degradado modificado. Esto sucedió porque el solucionador estaba configurado para encontrar 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 representó con colores que representan la intensidad 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.
