Улучшение изображений

1. A Note About Grey Levels

2
of
42
Улучшение изображений
Улучшение – такая обработка
изображения, при которой результат
оказывается более подходящий с точки
зрения конкретного применения
Причины улучшения:
– Выделение интересующих деталей на
изображении
– Удаление шума
– Визуальная привлекательность

2. Улучшение изображений

3
of
42
Пространственные и частотные
методы улучшения
Два подхода к улучшению
– Пространственные методы
• Манипуляция пикселами
– Частотные методы
• Манипуляция результатом преобразования
Фурье или вейвлетного преобразования

3. Пространственные и частотные методы улучшения

4
of
42
Основы пространственных методов
Процессы пространственной обработки
описываются уравнением
Origin
x
g (x, y) = T[ f (x, y)]
где f (x, y) входное
изображение, g (x, y) –
(x, y)
обработанное, T –
оператор, определенный в некоторой
y
Image f (x, y)
окрестности (x, y)

4. Основы пространственных методов

5
of
42
Классификация операторов
• поэлементные (пиксельные)
• 1х1, не требуют данные от соседних пикселов
• вычисления можно произвести за константное
время при достаточном кол-ве процессоров
• локальные
• требуют данные в некоторой
окрестности (x, y)
Origin
• глобальные
x
(x, y)
y
Image f (x, y)

5. Классификация операторов

6
of
42
Поэлементная обработка
1х1
T называется градационным
преобразованием (grey level transformation
function или a point processing operation)
вида
s=T(r)
где s интенсивность обработанного
изображения, r – исходного

6. Поэлементная обработка

7
of
42
Градационное преобразование

7. Градационное преобразование

8
of
42
Пороговая поэлементная обработка
m
f (x, y)
n
s=
1.0 r > threshold
0.0 r <= threshold

8. Пороговая поэлементная обработка

Основные градационные
преобразования
9
of
42
3 основных типа:
– линейное
• негатив/тождественное
преобразование
– логарифмическое
• log/обратный log
– степенное
• n-ая степень/
корень n-ой степени

9. Основные градационные преобразования

10
of
42
негатив
s = max_intensity - r
s = 1.0 – r
s=L–1– r
оригинал
негатив

10. негатив

11
of
42
Логарифмическое преобразование
Общий вид
s = c * log(1 + r),
где c – константа, r ≥ 0.

11. Логарифмическое преобразование

12
of
42
Логарифмическое преобразование
s = log(1 + r)

12. Логарифмическое преобразование

13
of
42
Степенные преобразования
Общий вид
s=c*rγ

13. Степенные преобразования

14
of
42
Степенные преобразования

14. Степенные преобразования

15
of
42
Степенные преобразования
γ = 0.6

15. Степенные преобразования

16
of
42
Степенные преобразования
γ = 0.4

16. Степенные преобразования

17
of
42
Степенные преобразования
γ = 0.3

17. Степенные преобразования

18
of
42
Степенные преобразования

18. Степенные преобразования

19
of
42
Степенные преобразования
γ = 3.0
γ = 4.0
γ = 5.0

19. Степенные преобразования

20
of
42
Степенные преобразования
γ = 5.0

20. Степенные преобразования

22
of
42
Кусочно-линейные функции
преобразований

21. Gamma Correction

23
of
42
Вырезание диапазона яркостей
Выделение некоторого диапазона яркостей

22. Кусочно-линейные функции преобразований

24
of
42
Вырезание диапазона яркостей

23. Вырезание диапазона яркостей

25
of
42
Вырезание битовых плоскостей

24. Вырезание диапазона яркостей

26
of
42
Вырезание битовых плоскостей
[10000000]
[01000000]
[00100000]
[00001000]
[00000100]
[00000001]

25. Вырезание битовых плоскостей

27
of
42
Вырезание битовых плоскостей

26. Вырезание битовых плоскостей

28
of
42
Вырезание битовых плоскостей

27. Вырезание битовых плоскостей

29
of
42
Вырезание битовых плоскостей

28. Вырезание битовых плоскостей

30
of
42
Вырезание битовых плоскостей

29. Вырезание битовых плоскостей

31
of
42
Вырезание битовых плоскостей

30. Вырезание битовых плоскостей

32
of
42
Вырезание битовых плоскостей

31. Вырезание битовых плоскостей

33
of
42
Вырезание битовых плоскостей

32. Вырезание битовых плоскостей

34
of
42
Вырезание битовых плоскостей

33. Вырезание битовых плоскостей

35
of
42
Вырезание битовых плоскостей

34. Вырезание битовых плоскостей

36
of
42
Вырезание битовых плоскостей

35. Вырезание битовых плоскостей

Images taken from Gonzalez & Woods, Digital Image Processing (2002)
37
of
42
Вырезание битовых плоскостей
Reconstructed image
using only bit planes 8
and 7
Reconstructed image
using only bit planes 8, 7
and 6
Reconstructed image
using only bit planes 7, 6
and 5