O que o filtro “High Pass” do Photoshop realmente faz sob o capô?

Estou tentando envolver minha cabeça nesse filtro. Como alguns outros filtros, acho que não entendo como isso funciona, tanto visualmente quanto em termos de algoritmo. Espero que, aprendendo o último, o primeiro também clique de alguma forma.

O passe alto é o oposto do desfoque gaussiano

Se você captura uma imagem e a desfoca, mantém apenas as "baixas frequências". O passe alto faz o oposto, ele apenas permite que as "altas frequências" passem, ou o que a maioria das pessoas chama de "os detalhes". Qualquer imagem pode ser desconstruída nesses dois componentes.

Você já usou máscara de nitidez para afiar uma imagem? Na verdade, esse filtro é equivalente a tirar uma imagem e adicionar uma cópia filtrada de alta passagem a ela. Você pode confirmar isso no Photoshop aplicando o filtro passa-alto em uma camada duplicada e altere o modo de mesclagem para sobrepor.

Um filtro passa-alto é um instalador que remove as informações de baixa frequência de um único. Agora, existem muitas maneiras de implementar um filtro passa-alto, mas o filtro passa-photoshops provavelmente é o resultado subtraindo a imagem borrada do original (como mencionado por @filip ). Simplesmente toda a imagem menos a baixa frequência é apenas a alta frequência.

Agora, se você subtrair um borrão de uma imagem, terá pixels negativos. Isso não é possível para o photoshop. Portanto, o que é feito é o resultado ser compensado por 127 (ou 0,5, se você quiser valores de ponto flutuante), de modo que cinza significa realmente nenhuma alteração de valor. O modo de sobreposição e luz linear é projetado para operar no sentido inverso das imagens codificadas dessa maneira (dependendo do que você precisa para multiplicar / adicionar ou adicionar / subtração por peça).

Agora, para que você usaria isso? Bem, ele pode ser usado para isolar arestas, e o principal caso de uso é usá-lo como uma ferramenta de nitidez. De fato, a máscara de nitidez faz isso em uma única etapa. Às vezes, no entanto, a máscara de nitidez não oferece controle suficiente dos resultados. Portanto, você pode usar o filtro passa-alto para dividir o estágio intermediário e manipulá-lo para controlar onde deseja que a nitidez ocorra e onde não.

Isso nos leva a fluxos de trabalho de separação de frequência . Talvez sua imagem seja levemente desigualmente clara ou com bastante frequência a pele seja um pouco irregular. Mas você não quer exatamente destruir a textura da imagem. Então agora você divide sua imagem em componentes baixo e alto. Em seguida, você pode pintar os componentes baixos em uma cor uniforme moiré, mantendo a camada de textura na parte superior. Ou você pode fazer o inverso, eliminar falhas no mapa de alta frequência, mantendo a aparência geral. Por motivos de precisão, é provável que você não use os dois desfocagem de um passe alto, mas subtraia manualmente, mas esse ainda é o mesmo método, apenas os desfocamentos e o arredondamento dos resultados diferem.

Imagem 1 : A separação de frequência facilita a fixação de sapatos velhos, é verdade que eu deveria ter feito um pouco mais de trabalho. Imagem original daqui .

Agora há muita mágica que você pode fazer com esse filtro. Infelizmente, porém, muitos desses fluxos de trabalho mágicos podem exigir que você pense como um guru do processamento de sinais. Por exemplo, a filtragem passa-alto pode funcionar como base para um algoritmo de redução de ruído ou como uma camada retificadora para remoção de neblina mascarada pela luminosidade da imagem etc.

Nenhuma das respostas até agora abordou a matemática por trás do filtro. Aqui está uma descrição detalhada da qual cito:

Os filtros de frequência processam uma imagem no domínio da frequência. A imagem é transformada por Fourier, multiplicada pela função de filtro e depois transformada novamente no domínio espacial. A atenuação de altas frequências resulta em uma imagem mais suave no domínio espacial, atenuando as baixas frequências aprimora as bordas.

Nesse ponto, devemos observar que um filtro passa-alto passa altas frequências e atenua (ou seja, reduz) baixas frequências .

Como resultado da atenuação (ou bloqueio) das baixas frequências, as áreas de intensidade constante na imagem de entrada são zero na saída do filtro passa-alto. Áreas de um forte gradiente de intensidade, contendo altas frequências, apresentam valores de intensidade positivos e negativos na saída do filtro. Para exibir a imagem na tela, um deslocamento é adicionado à saída no domínio espacial e as intensidades da imagem são dimensionadas. Isso resulta em um valor médio de cinza para áreas de baixa frequência e valores escuros e claros para as bordas.

(Essa citação é da metade do caminho e precede uma imagem de exemplo que deve ser bastante útil).

Vale a pena ler o artigo que vinculei e possui alguns exemplos bastante claros (clique nas imagens). É muito longo para resumir e depende dos números incluídos.

O High Pass é um filtro de nitidez. Você poderia dizer que é uma mistura de "detectar arestas" e "nitidez". A nitidez detecta alterações repentinas entre o brilho ou a cor dos pixels e depois as altera. As partes brilhantes são mais brilhantes e as escuras são mais escuras.

Mas a tarefa do passe alto é observar apenas as bordas. A configuração de raio informa ao filtro quantos pixels ao redor da borda detectada devem ser incluídos na imagem filtrada (camada).

Agora, esse filtro não foi projetado para ser usado em si mesmo (é por isso que, acho, está em um catálogo diferente), você deve usar a imagem filtrada com a base, usando modos de mesclagem ou similares, para exibir as bordas da imagem. É por isso que a parte "não incluída" da imagem é cinza neutro. Portanto, eles não afetam as cores no modo de mesclagem.