Geschreven door studenten die geslaagd zijn Direct beschikbaar na je betaling Online lezen of als PDF Verkeerd document? Gratis ruilen 4,6 TrustPilot
logo-home
Samenvatting

Summary Image processing using convolution matrices

Beoordeling
-
Verkocht
-
Pagina's
11
Geüpload op
04-06-2025
Geschreven in
2024/2025

This document gives an introduction to the use of convolution matrices used to process digital images. There are examples of filters that can be used in Photoshop and GIMP using 3 x 3 and 5 x 5 convolution matrices.

Instelling
Vak

Voorbeeld van de inhoud

Image processing by convolution using kernel matrices
Convolution is a mathematical process that can be used to process digital images. It is best
demonstrated by example.
Image pixels Kernel matrix Result of convolution on image pixels

(This matrix blurs (Assumes 1s are added around the border
The image) of the image to enable calculations for the
edge pixels.)
1 1 1 1 1 1 1.3 1.3 1.3 1
1 1 4 1 1 1 1 1 1.3 2 2.3 2 1.3
 1/9 =
1 4 4 4 1 1 1 1 1.3 2.3 2.6 2.3 1.3
1 1 4 1 1 1 1 1 1.3 2 2.3 2 1.3
1 1 1 1 1 1 1.3 1.3 1.3 1

For the centre pixel [(1x1) + (4 x 1) + (1x1) + (1x4) + (4 x 1) + (1x4) + (1x1) + (4 x 1) + (1x1)] / 9 = 24/9
= 2.6666…

Note that the values in the kernel matrix add up to 9.

Generally speaking, the values in the kernel matrix add up to 1. Where this is not the case the
resulting values of the convolution are divided by the sum of the values in the kernel matrix. This
value is usually entered into a scale or divisor setting in image processing software. This is done so
the average brightness of the pixels in the processed image is the same as in the original image.

This can be seen in the calculation for the centre pixel where = 2.66666…



The following pages give examples of kernel matrices with details about their effects on the image.

Kernel matrix Page

Identity 2
Inverse 2
Low pass, high pass and sharpening kernels
Average Blur 3
Average High Pass 3
Average Sharpening 4
Gaussian Blur 5
Gaussian sharpening (aka Unsharpen mask) 5
Sharr type edge 6
Sharr type sharpening 6
Edge kernels
Prewitt vertical and horizontal edges 7
Sobel vertical and horizontal edges 8
Laplacian and Compound Laplacian edges 9
Miscellaneous kernels
Radial and Motion Blur 10
Emboss 11




Page 1 of 11

, The Identity matrix

The effect of this matrix does not change the image.

Identity matrix 3 x 3 Identity matrix 5 x 5

0 0 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 0

0 0 0 0 0

Additional settings for Photoshop elements v 5.0

Scale 1 Offset 0 Scale 1 Offset 0

*Additional settings for GIMP 3.0.4 if normalize is not selected

Divisor 1 Offset 0 Divisor 1 Offset 0

(*Note these can only be changed if the normalize box is not ticked. If the box is ticked GIMP
calculates suitable values)

The Inverse matrix
The effect of this matrix is to create a negative of the image.
Inverse 3 x 3 Inverse 5 x 5

0 0 0 0 0 0 0 0

0 -1 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 -1 0 0

0 0 0 0 0

0 0 0 0 0

Additional settings for Photoshop elements v 5.0

Scale 1 Offset 256 Scale 1 Offset 256

“Additional settings for GIMP 3.0.4 if normalize is not selected

Divisor 1 Offset 0.500 Divisor 1 Offset 0.500

*The normalize and alpha channel are not ticked.

If the normalize is ticked then the alpha channel should not be ticked for this filter.

Offset setting

The offset setting above is used to add a set amount to each pixel value. In this case it ensures the
values are not negative. For example, an original image value of 64 becomes -64. Adding the offset
value of 256 to it changes it to the final positive value of 192.

A similar effect is achieved in GIMP using an offset value of 0.500.

Page 2 of 11

Geschreven voor

Study Level
Publisher
Subject
Course

Documentinformatie

Geüpload op
4 juni 2025
Bestand laatst geupdate op
26 juni 2025
Aantal pagina's
11
Geschreven in
2024/2025
Type
SAMENVATTING

Onderwerpen

€5,26
Krijg toegang tot het volledige document:

Verkeerd document? Gratis ruilen Binnen 14 dagen na aankoop en voor het downloaden kun je een ander document kiezen. Je kunt het bedrag gewoon opnieuw besteden.
Geschreven door studenten die geslaagd zijn
Direct beschikbaar na je betaling
Online lezen of als PDF

Maak kennis met de verkoper
Seller avatar
timothyjohntyne

Ook beschikbaar in voordeelbundel

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
timothyjohntyne BPP University College Of Professional Studies Limited
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
1
Lid sinds
5 jaar
Aantal volgers
1
Documenten
13
Laatst verkocht
1 jaar geleden
Timothy John Tyne

I am a further education lecturer and have published notes from some of the courses I have taught as a lecturer (maths) and also some courses I have taken as a student (LPC). These include revision notes on English Law (in particular some units of the LPC), GCSE mathematics and photography. I may add notes on other subjects such as physics in future.

0,0

0 beoordelingen

5
0
4
0
3
0
2
0
1
0

Populaire documenten

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo makkelijk kan het dus zijn.”

Alisha Student

Veelgestelde vragen