OPERATII DE PRELUCRAREA IMAGINILOR 1

Documente similare
Lucrarea 7 Filtrarea imaginilor BREVIAR TEORETIC Filtrarea imaginilor se înscrie în clasa operaţiilor de îmbunătăţire, principalul scop al acesteia fi

Microsoft Word - Algoritmi genetici.docx

FIŞA DISCIPLINEI 1. Date despre program 1.1 Instituţia de învăţământ superior Universitatea Babeş-Bolyai Cluj-Napoca 1.2 Facultatea Facultatea de Mate

Algebra si Geometri pentru Computer Science

ALGORITMICĂ. Seminar 3: Analiza eficienţei algoritmilor - estimarea timpului de execuţie şi notaţii asimptotice. Problema 1 (L) Să se determine număru

Microsoft Word - TIC5

FIŞA DISCIPLINEI 1. Date despre program 1.1 Instituţia de învăţământ superior Universitatea Babeş-Bolyai Cluj-Napoca 1.2 Facultatea Facultatea de Mate

PowerPoint Presentation

CURBE BÉZIER În CAGD se utilizează adesea curbele polinomiale, adică acele curbe definite de o parametrizare polinomială: C : [a, b] R 3 C(t) = (x(t),

LUCRAREA 8 PROGRAMAREA NELINIARĂ ÎN REZOLVAREA PROBLEMELOR DIN ENERGETICĂ. METODE DE ORDINUL Aspecte generale Programarea neliniară are o foart

Image processing

Procesarea Imaginilor Laborator 3: Histograma nivelurilor de intensitate 1 3. Histograma nivelurilor de intensitate 3.1. Introducere În această lucrar

Slide 1

Microsoft Word - 2 Filtre neliniare.doc

Introducere

Diapositive 1

ALGORITMII ŞI REPREZENTAREA LOR Noţiunea de algoritm Noţiunea de algoritm este foarte veche. Ea a fost introdusă în secolele VIII-IX de către Abu Ja f

Modelarea si Simularea Sistemelor de Calcul

Microsoft Word - Tema 06 - Convertoare analog-numerice.doc

Procesarea de imagini folosind programarea paralela. Implementari Java. Continut laborator: 1. Obiectivul lucrarii. 2. Notiuni teoretice: 3. Cerinte l

Capitole Speciale de Informatică Curs 4: Calculul scorurilor în un sistem complet de extragere a informaţiilor 18 octombrie 2018 Reamintim că în cursu

Matematici aplicate științelor biologie Lab06 MV

DAN LASCU ADRIANA-LIGIA SPORIŞ ANDA OLTEANU PAUL VASILIU MATEMATICĂ. CULEGERE DE PROBLEME TIP GRILĂ PENTRU ADMITEREA ÎN ACADEMIA NAVALĂ MIRCEA CEL BĂT

Slide 1

E_d_Informatica_sp_SN_2014_bar_10_LRO

Şcoala ………

Cuantizare Vectoriala.doc

Probleme proiect TP BITPERM Implementați un algoritm care citește de la intrarea standard două numere naturale și scrie la ieșirea standard da

Slide 1

Microsoft Word - Capitolul_07

PROGRAMA CONCURSULUI NAŢIONAL

Microsoft Word - Curs1.docx

G.I.S. Curs 3

Slide 1

Matematici aplicate științelor biologie Lab05 MV

Cursul 12 (plan de curs) Integrale prime 1 Sisteme diferenţiale autonome. Spaţiul fazelor. Fie Ω R n o mulţime deschisă şi f : Ω R n R n o funcţie de

Microsoft Word - Matematika_kozep_irasbeli_javitasi_0911_roman.doc

Technical Regulation

Microsoft Word - 01_Introducere.doc

Unelte ce se regasesc in Viewer (CD, Stick) Uneltele de baza Uneltele de baza includ cele mai comune unelte folosite in modulele OnDemand 3D App. Unel

Calcul Numeric

1. Operatii cu matrici 1 Cerinte: Sa se realizeze functii pentru operatii cu matrici patratice (de dimensiune maxima 10x10). Operatiile cerute sunt: A

GHERCĂ MAGDA CASA CORPULUI DIDACTIC BRĂILA PORTOFOLIU EVALUARE INFORMATICĂ ȘI TIC PENTRU GIMNAZIU CLASA A V-A Neamț SERIA 1 GRUPA 1 CURSANT: GHERCĂ G

Laborator 9- Estimarea parametrilor Sef lucrari dr.mat. Daniel N.Pop Departamentul de calculatoare si inginerie electrica 29.nov

Logică și structuri discrete Logică propozițională Marius Minea marius/curs/lsd/ 3 noiembrie 2014

Laborator 1-Teoria probabilitatilor si statistica matematica Sef lucrari dr.mat. Daniel N.Pop Departamentul de calculatoare si inginerie electrica 1 P

Sistem de supraveghere video inteligent cu localizarea automata a evenimentelor de interes SCOUTER, cod proiect PN-II-IN-DPST , contract nr

Transmisia datelor multimedia in retele de calculatoare <Titlu Lucrare>

Microsoft Word - L_TI_4_C2_Tehnici_de_Analiza_a_Imaginilor_Brad_Remus.doc

INDICATORI AI REPARTIŢIEI DE FRECVENŢĂ

Electricitate II

METODE NUMERICE ÎN INGINERIE

Fâciu N. Maria-Ema CASA CORPULUI DIDACTIC BRĂILA PROGRAM DE FORMARE INFORMATICĂ ȘI TIC PENTRU GIMNAZIU CLASA A V-A SERIA 1 GRUPA 2 CURSANT: Fâciu N. M

INDICATORI AI REPARTIŢIEI DE FRECVENŢĂ

carteInvataturaEd_2.0_lectia5.pdf

rrs_12_2012.indd

Subiectul 1

Slide 1

Pachete de lecţii disponibile pentru platforma AeL

Microsoft Word - FiltrareaNyquist-rezumat.doc

Microsoft Word - matem_aplicate in Economie aa FD Bala.doc

FIŞA DISCIPLINEI 1. Date despre program 1.1 Instituţia de învăţământ superior Universitatea Alexandru Ioan Cuza din Iaşi 1.2 Facultatea Facultatea de

Lecții de pregă,re la informa,că Admitere 2019 Tema: Discutarea problemelor date la ul,mele sesiuni de admitere Bogdan Alexe

C10: Teoria clasică a împrăștierii Considerăm un potențial infinit în interiorul unui domeniu sferic de rază a și o particulă incidentă (Figura 1) la

Tema laborator TS.NET 2019 Vom simula (partial, in scop didactic) activitatea unui service auto. Pentru aceasta vom considera urmatoarele tipuri: Clie

Procesarea Imaginilor - Laborator 1: Introducere în utilizarea bibliotecii OpenCV 1 1. Introducere în utilizarea bibliotecii OpenCV 1.1. Introducere S

Microsoft Word - Curs_10.doc

Microsoft Word - Curs_09.doc

VI. Achiziția datelor în LabVIEW

SUBPROGRAME

Microsoft Word - Probleme-PS.doc

Gheorghe IUREA Adrian ZANOSCHI algebră geometrie clasa a VII-a ediţia a V-a, revizuită mate 2000 standard EDITURA PARALELA 45 Matematică. Clasa a VII-

Microsoft Word - Sinteza_EtapaIII_Contract 69_IDEI_final_.doc

Fișă tehnică Servomotoare axiale RV 01 Servomotoarele axiale RV 01 sunt potrivite pentru a controla acțiunea robineților cu 2 sau 3 porturi pentru apl

Paradigme de programare

Calcul Numeric

Aproximarea functiilor prin metoda celor mai mici patrate

CASA CORPULUI DIDACTIC BRAILA PROGRAM DE FORMARE INFORMATICA SI TIC PENTRU GIMNAZIU CLASA A V-A SERIA 1 GRUPA 2 CURSANT: TIMOFTI V. AFRODITA COLEGIUL

Secţiunea 5-6 avansaţi PROBLEMA 1 Concurs online de informatică Categoria PROGRAMARE 100 puncte NR Un număr natural nenul V care se plictisea singur,

Spatii vectoriale

Acordurile de achiziții, implicații concurențiale și juridice

fm

AMPLASAREA STAŢIILOR ELECTRICE Acest capitol reprezintă o descriere succintă a procesului de proiectare a unei staţii electrice de transformare sau de

Facultatea de Științe Politice, Administrative și ale Comunicării Str. Traian Moșoiu nr. 71 Cluj-Napoca, RO Tel.: Fax:

Microsoft PowerPoint - curs5-DPT-2010V97 [Compatibility Mode]

Microsoft PowerPoint - Prezentarea_programelor_de_studii_de_licenta_2019

Microsoft Word - PI-L8r

Microsoft Word - cap1p4.doc

Examenul de bacalaureat 2012

Microsoft PowerPoint - Curs_SDA_9_RO_2019_v2.pptx

Logică și structuri discrete Limbaje regulate și automate Marius Minea marius/curs/lsd/ 24 noiembrie 2014

Ecuatii si sisteme de ecuatii neliniare 1 Metoda lui Newton Algorithm 1 Metoda lui Newton pentru ecuaţia f(x) = 0. Date de intrare: - Funcţia f - Apro

20 SUBIECTE DE EXAMEN - De fapt, în pofida acestor probleme, până la urmă tot vom logaritma, căci aceasta este tehnica naturală în context. Trebuie do

Curs 3 Permutari cu repetitie. Combinari. Algoritmi de ordonare si generare

2

Laborator 8- Statistica Descriptiva Sef lucrari dr.mat. Daniel N.Pop Departamentul de calculatoare si inginerie electrica 22.nov

PowerPoint Presentation

Grafuri - Concepte de baza. Tipuri de grafuri. Modalitati de reprezentare

Transcriere:

OPERATII DE PRELUCRAREA IMAGINILOR

Prelucrarea imaginilor 2

Tipuri de operatii de prelucrare Clasificare dupa numarul de pixeli din imaginea initiala folositi pentru calculul valorii unui pixel din imaginea prelucrata. Operatii punctuale Operatii pe vecinatate Operatii integrale Clasificare dupa domeniul in care sa face prelucrarea: Prelucrare pe domeniul spatial Prelucrare pe domeniul de frecventa 3

Operatii punctuale Coloana c Linia l Imaginea initiala f Coloana c T Linia l g ( l,c ) T f ( l,c ) Imaginea prelucrata g Noua valoare a oricarui pixel din imaginea prelucrata rezulta din transformarea valorii pixelului din imaginea initiala, situat in pozitia curenta de prelucrat. 4

Operatii pe vecinatate coloana c coloana c linia l linia l imagine initiala f imagine prelucrata g g ( l,c ) T f V( l,c ) Noua valoare a oricarui pixel din imaginea prelucrata rezulta din combinarea unui numar oarecare de valori ale pixelilor din imaginea initiala, situati in vecinatatea pixelului curent prelucrat. 5

Operatii integrale Coloana c T Linia l imagine initiala f g (l, c ) T f Imaginea prelucrata g Noua valoare a oricarui pixel din imaginea prelucrata rezulta din combinarea valorilor tuturor ale pixelilor din imaginea initiala. 6

Operatii punctuale de imbunatatire a imaginilor Scopul imbunatatirii este realizarea unei vizibilitati mai bune a imaginii in ansamblul ei sau a anumitor componente ale acesteia. 7 prelucrari simple si spectaculoase efecte puternice de modificare a aparentei imaginilor efectele nu pot fi masurate in mod obiectiv - nu putem introduce formule care sa defineasca o imagine de calitate. calitatea este specifica aplicatiei calitatea este specifica utilizatorului.

Operatii punctuale Coloana c Linia l Imaginea initiala f Coloana c T Linia l g ( l,c ) T f ( l,c ) Imaginea prelucrata g Definirea operatiei de imbunatatire = definire transformare T Transformarea T trebuie sa pastreze gama de nivele de gri din imagine. T : [, L-] [, L-] 8

Definire transformare T T : [, L-] [, L-] v L- v = T (u) nivel de gri initial nivel de gri dupa transformare definire analitica 9 v u u L- definire prin grafic

. Negativarea imaginii v v = T (u) = L- - u L- de obicei L=256 u L-

2. Extragerea planelor de bit

2. Extragerea planelor de bit v L=256 L- u 63 27 9 L- extragerea bitului 7 2

planbit 7 planbit 6 5 5 5 5 2 2 25 25 5 5 planbit 5 2 25 5 5 5 5 5 2 2 25 25 5 5 2 25 5 5 planbit 4 5 2 2 25 25

planbit 3 planbit 2 5 5 5 5 2 2 25 25 5 planbit 5 2 25 5 5 5 5 5 2 2 25 planbit 5 2 25 25 5 5 2 25 5 5 2 25

3. Modificarea contrastului, liniara pe portiuni L- Tb 2 puncte de control: (a, Ta) si (b, Tb) 2 puncte fixe: (,) si (L-, L-) Ta Ta u, u [, a ] a T (u ) T T T (u a ), x [a, b] b a T L T (u b), u [b, L ] L b a b 5 b a b a b L-

3. Modificarea contrastului, liniara pe portiuni Cresterea vizibilitatii gamei centrale de nivele de gri scaderea vizibilitatii pe intervalele extreme de gri a = 4,Ta = 7 b = 2,Tb = 23 L- Tb Ta 6 a b L-

3. Modificarea contrastului, liniara pe portiuni Scaderea vizibilitatii gamei centrale de nivele de gri cresterea vizibilitatii pe intervalele extreme de gri a = 2,Ta = 7 b = 22,Tb = 6 L- Tb Ta 7 a b L-

Fragmentul de imagine Modificare contrastului liniara pe portiuni a=5, b=6, Ta=5, Tb=2 8

Valorile din imagine 9 43 4 4 49 4 3 22 43 4 4 44 4 34 5 46 4 32 5 25 5 43 46 4 35 49 35 6 76 8 43 43 39 48 44 4 83 3 4 4 4 46 4 44 5 2 4 39 4 44 37 4 4 3 4 39 4 43 37 43 5 9 39 34 4 43 4 4 4 44 48 48 48 43 39 46 4 39 43 4 3 44 4 43 57 47 47 79 47 5 44 83 57 47 47 6 47 4 26 58 68 47 8 86 94 5 57 4 68 5 29 79 29 62 274 33 57 57 43 75 6 47 299 3 47 5 5 68 5 6 86 2 47 43 5 6 36 47 47 3 5 43 47 57 36 57 86 72 43 26 5 57 47 47 5 6 75 75 75 57 43 68 5 43 57 47 5 6 47 57

Modificarea contrastului Studiul diferentei dintre valorile unei perechi de nivele de gri, inainte si dupa transformare. Modificarea contrastului este data de: C v T (u2 ) T (u ) u u2 u La limita, in jurul unui nivel de gri oarecare u, avem C contrastul se mareste C contrastul se micsoreaza dt (u ) C T ' (u ) du

Modificarea contrastului L- Tb L- Tb Ta Ta C a b C a L- 2 L- b u L- u L-

3. Modificarea contrastului, liniara pe portiuni Cazuri particulare A. Intinderea maxima a contrastului Ta Tb L Tb=L- se foloseste intreaga gama de nivele de gri disponibile se obtine constrastarea maxim posibila Ta= 22 a b L-

3. Modificarea contrastului, liniara pe portiuni Cazuri particulare A. Intinderea maxima a contrastului varianta automata Tb=L- Ta Tb L se aleg pragurile a si b astfel incat in imagine p% din pixeli sa fie saturati la valoarea maxima, respectiv minima 5 Ta= 5 5 2 5 25 5 23 5 2 2 25 25 5 5 2 25 a b L-

3. Modificarea contrastului, liniara pe portiuni Cazuri particulare B. Binarizarea Ta Tb L a b Tb=L- este mai generala decat extragerea bitului cel mai semnificativ Ta= a=b=2 24 a=b L-

4. Modificarea neliniara a contrastului A. Functia putere u v T (u ) ( L ) L v r L- r< r = r> parametru de reglaj r> aceasta este corectia de gamma L- r=.5 25 u

4. Modificarea neliniara a contrastului v L- r< r = r> u L-

Functia putere 27

Putere cu r=.2 pt L=256 2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 85 98 6 2 7 2 25 29 32 34 37 39 Niv de gri in harta iniiala la 85: Niv de gri in harta noua la 2:.3294 28.3294.3294.3294.3294.3294

Exemple 29

Exemple 3

4. Modificarea neliniara a contrastului v B. Functia putere cu punct fix L- r> r = a r< u r a, u [, a] a a v T (u ) r L u, u [a, L ] L ( L a) L a r> parametru de reglaj 3 u L-

4. Modificarea neliniara a contrastului C. Functia logaritmica v L- L v T (u ) log(u ) log L 32 u L-

4. Modificarea neliniara a contrastului D. Functia exponentiala v T (u ) e u log( L ) L v L- este inversa transformarii logaritmice 33 u L-

5. Alte transformari A. Decupare liniara (clipping) v v L- 34 B. Decupare binara (slicing) L- u a b L- u a b L-

Exemple 35

Observatii Exista o multitudine de astfel de transformari care pot modifica aspectul imaginii (si implicit contrastul acesteia). Stabilirea parametrilor de definitie este insa o problema. O tehnica automata de imbunatatire trebuie sa detecteze care este defectul imaginii (in ce fel imaginea nu are vizibiliate buna) si sa gaseasca transformarea optima de modificare a valorilor nivelelor de gri. Definirea prelucrarii automate implica : caracterizarea continutului imaginii determinarea transformarii nivelelor de gri 36

Histograma Histograma = functie ce asociaza fiecarui nivel de gri posibil probabilitatea [sa] de aparitie in imagine. h(u) = numar pixeli de nivel de gri u / numar total pixeli h( u ) MN M N f ( m,n ) u, u,,..., L m n Histograma arata probabilitatea de aparitie a fiecarui nivel de gri in imagine. L h( u ) u Histograma descrie continutul de culoare/ de gri al imaginii. 37

Histograma 38

Histograma Se poate face distinctia intre imagini intunecate / luminoase. Se pot face presupuneri asupra numarului de tipuri de componente din imagine. Histograma nu reflecta distributia spatiala a valorilor. 39

Histograma cumulativa Histograma este o functie de densitate de probabilitate. Histograma cumulativa este functia de repartitie asociata. u H (u ) h(i ) H () h() i H ( L ) Pentru o valoare data, histograma cumulativa masoara probabilitatea ca in imagine sa existe nivele de gri de valoare inferioara. H (u ) H (u ) h(u ) 4

Egalizarea histogramei Imaginea ideala: este folosit tot intervalul de nivele de gri toate nivelele de gri sunt egal probabile Imaginea dorita va avea deci o histograma uniforma. hinitial T hegalizat nivel de gri Care este transformarea? 4 nivel de gri

Egalizarea histogramei Reamintire : functii de o variabila aleatoare f ( ) f este bijectiva Relatie intre functiile de densitate de probabilitate : w ( y ) w ( x ) f'( x ) y f ( x ) La TTI : se stie densitatea de probabilitate initiala si transformarea La PI : se stiu densitatile de probabilitate. 42

Egalizarea histogramei Reamintire 2 : functia de repartitie transforma orice variabila aleatoare intr-o variabila aleatoare uniforma F ( x ) x w (t )dt Prob x Daca histograma este functie de densitate de probabilitate, functia de repartitie asociata va fi histograma cumulativa. H u H ( u ) h( i ), u,,..., L i nivel de gri 43

Egalizarea histogramei Functia de modificare a nivelului de gri este histograma cumulativa (functia de repartitie a nivelelor de gri). v T (u ) ( L ) H (u ) sau alte variante asemanatoare 44

Egalizarea histogramei 45

Egalizarea histogramei 46

Egalizarea histogramei h(i) imagine initiala imagine egalizata 47 nivel de gri

Egalizarea histogramei h(i) Aspect in pieptene al histogramei egalizate. initial : 26 nivele gri diferite dupa egalizare: 76 nivele gri diferite Numarul de nivele de gri diferite se micsoreaza. 48 nivel de gri

Egalizarea perfecta a histogramei Limitarea esentiala provine din caracterul discret al functiei de schimbare a valorilor nivelelor de gri. Corectia poate sa provina numai din realizarea unei distinctii suplimentare intre pixelii avand un acelasi nivel de gri. La limita se pune problema stabilirii unei relatii de ordonare a tuturor pixelilor, astfel incat sa nu fie doi pixeli egali. O relatie de ordonare a pixelilor trebuie sa verifice: x x x y si y x x y x y si y z x z 49

Egalizarea perfecta a histogramei Cum sa facem distinctia intre pixelii avand un acelasi nivel de gri? Prin introducerea de caracteristici suplimentare - un pixel va deveni descris de un vector de caracteristici si nu doar de un scalar. Ordonarea vectorilor este ordinea lexicografica - se ordoneaza dupa valoarea primei caracteristici, in caz de egalitate dupa valoarea celei de-a doua caracteristici s.a.m.d. Vor trebui deci considerate suficient de multe caracteristici suplimentare pentru ca sa nu existe doi pixeli egali (se exclud cazurile fara solutie, ca acela al unei imagini perfect uniforme). Caracteristici : nivel de gri mediu pentru diferite vecinatati ale pixelului. 5

Egalizarea perfecta a histogramei vecinatati pentru calculul nivelului de gri mediu Pixelii se ordoneaza intr-un sir de MN pozitii : P( m, n ) P( m2, n2 )... P( mmn, nmn ) Egalizarea : primii MN /L pixeli capata valoarea, urmatorii MN /L pixeli capata valoarea,, ultimii MN /L pixeli capata valoarea L. 5

Specificarea histogramei Extindere : specificarea histogramei - obtinerea unei imagini a carei histograma are o forma impusa. varianta : se foloseste ordonarea totala varianta : se face o transformare de egalizare si o functie inversa de egalizare. T2-(T) T 52 T2

Algoritmul CLAHE (Contrasts-limited Adaptive Histogram Equalization) -Opereaza pe regiuni mici -Regiunile adiacente sunt combinate folosind interpolare biliniara -Contrastul este limitat in special in regiunile unifoerme pentru a evita amplificarea zgomotului 53

Pseudocolorarea Principiu: ochiul uman distinge mult mai bine culorile decat nuantele de gri (se pot vedea in jur de 2 nivele de gri diferite, dar sunt discernabile cateva mii de culori). Desi prin natura sa este un detaliu al tehnicilor de afisare, pseudocolorarea a fost adesea glorificata prin termeni ca prelucrare prin pseudocolorare sau analiza prin pseudocolorare. Pseudocolorarea ramâne un accesoriu favorit al vânzatorilor, care o utilizeaza adesea în demonstratiile produselor [software], deoarece poate stârni interesul în ochii clientilor mult mai repede decât orice alta metoda de afisare cunoscuta. Cercetarile mele au adus la lumina o lista dureros de scurta a aplicatiilor demonstabil productive a pseudocolorarii K. R. Castleman 54

Pseudocolorarea Modificarea tabelei de culoare originale a imaginii, pentru a pune in evidenta, prin culori diferite de cele originale, a unor detalii/ caracteristici/ obiecte... Ex. : Nivelele de gri cuprinse in gama [8,2] sunt afisate numai prin componenta de rosu corespunzatoare. 55 Ex. 2:

Pseudocolorarea k k Rk, Gk, Bk imagine tabel de culoare (modificat) modificarea intrarilor din tabelul de culoare 56 afisare

Implementarea operatiilor punctuale Prin modificarea valorilor imaginii Prin modificarea valorilor hartii de culoare 57

Reflectati la urmatoarele intrebari: egalizarea de histograma este o operatie de prelucrare punctuala? care este o aplicatie practica in care pseudocolorarea ar putea functiona cu succes? 58

Problema Fiind data imaginea indexata de mai jos, sa se realizeze o intindere maxima a contrastului pentru nivelele de gri intre 6 si. Desenati functia de modificare a contrastului si harta de culoare care realizeaza aceasta functie. Care este imaginea care rezulta in urma aplicarii acestei functii? Desenati histograma imaginii initiale si cea a imaginii rezultate in urma transformarii. 59 2 2 2 2 2 2 2 2 6 6 6 6 6 6 6 4 6 6 7 7 7 7 2 2 6 6 7 9 6 2 6 6 7 8 8 7 6 2 6 6 7 7 7 7 6 2 6 6 6 6 6 6 6 2 6 2 2 2 2 2 2 2