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

Documente similare
Microsoft Word - PI-L8r

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

Microsoft Word - PI-L7r.doc

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

Slide 1

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

Microsoft Word - 2 Filtre neliniare.doc

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

Matematici aplicate științelor biologie Lab06 MV

OPERATII DE PRELUCRAREA IMAGINILOR 1

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

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

Elemente de Web design

7. Alinierea robustă a densităţilor de puncte 3D Măsurarea distanţei dintre diferite forme geometrice 3D Estimarea rotaţiei şi a translaţiei optime în

Advance CAD 2016 SP1 Acest document descrie îmbunătățirile pentru Advance CAD 2016 Service Pack 1. Notă: Advance CAD 2016 Service Pack 1 este compatib

Diapositive 1

4. Detectarea cantelor Calculul gradientului într-o imagine Detectorul de cante Canny Transformata Hough În această lucrare vor fi studiate metode de

ANEXA NR. 4 INSCRIPTIONAREA AUTOMOBILELOR CNVCD 1. Panourile şi numere de competiţie Sunt aceleaşi cu numerele de licenţă ale piloţilor. Numerele şi p

S.C. SEEKTRON S.R.L. Fişă de prezentare a produsului EYECAR B1 EYECAR B1 Observer Black Box Dispozitiv inteligent pentru înregistrarea evenimentelor r

Introducere

Microsoft Word - Excel_3.DOC

Microsoft Word - PI-L8r

Algebra si Geometri pentru Computer Science

Noțiuni matematice de bază

Microsoft Word - TIC5

Chertif Ionuț - Andrei Prietenul meu, calculatorul CLASA a V - a, 1 ora pe săptămână ARGUMENT Transformările societăţii româneşti din ultimii ani, dez

Biomedical Wi-Fi data transmissons

INDICATORI AI REPARTIŢIEI DE FRECVENŢĂ

Image processing

SUBPROGRAME

A.E.F. - suport laborator nr.10 sem.ii Analiza stării de contact între elemente 3D În acest laborator sunt atinse următoarele aspecte: analiza contact

Microsoft Word - fisa-Prelucrarea-Digitala_Imaginilor-RO-Anca-Ignat-2018

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

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

Manual de utilizare Aplicatie Proiector I. Pornire/Oprire proiectie Pentru a porni/opri proiectia aveti 3 posibilitati: 1) Pentru pornirea proiectiei

A.E.F. - suport laborator nr.3 sem.ii Aplicațe privind utilizarea rețelelor 1D În acest laborator sunt atinse următoarele aspecte: realizarea schițelo

Cuantizare Vectoriala.doc

-

Ch

PowerPoint-Präsentation

Microsoft PowerPoint - Curs_SDA_9_RO_2019_v2.pptx

Microsoft Word - Fisa DRS - ROMANA.docx

Manual de utilizare Room Booking System

Microsoft Word - Capitolul_07

Microsoft Word - FLIR - camere portabile de securitate si supraveghere.doc

Olimpiada de Astronomie şi Astrofizică Etapa Naţională 2015 Proba de Baraj Juniori Problema 1 O tehnică de determinare a magnitudinii stelelor o const

Microsoft Word - Prezentare - A4 - cernavoda.doc

Pattern Recognition Systems

Lucrarea nr. 4 - Algoritmi de sortare şi ordonare Breviar teoretic Un algoritm de sortare este o metoda prin care se aranjează elementele unui tablou

Microsoft Word - tcad_l6.doc

Înregistrator de temperatură şi umiditate AX-DT100 Instrucţiuni de utilizare

PowerPoint Presentation

Slide 1

A.E.F. - suport laborator nr.7 sem.ii Utilizarea rețelelor de tip 1D & 2D În acest laborator sunt atinse următoarele aspecte: conectarea unui element

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

EXCEL FĂRĂ SECRETE Grafice şi diagrame

R E G U L A M E N T U L privind utilizarea Sistemului Informațional Automatizat Acreditare (SIA Acreditare) în cadrul Centrului Național de Acreditare

Microsoft Word - MANUAL_APP_ROMPOS_V7.docx

A.E.F. - suport laborator nr.5 sem.ii Analiza suprafețelor prin utilizarea elementelor 2D În acest laborator sunt atinse următoarele aspecte: realizar

E_d_Informatica_sp_MI_2015_bar_02_LRO

Microsoft Word - L_TI_4_C2_Tehnici_de_Analiza_a_Imaginilor_Brad_Remus.doc

Ghid de Referință Explicații sumare ale operațiunilor de rutină HL-L2312D HL-L2357DW HL-L2352DW HL-L2372DN HL-L2375DW Brother recomandă să păstrați ac

Microsoft Word - Carte_APDSV_v8

Matematici aplicate științelor biologie Lab05 MV

Manual de utilizare a Sistemului Informațional al Institutului Național al Justiției (SI INJ) intranet.inj.md Ver.2 Manual de utilizare a Sistemului I

Информационная система персонализации, печати и учета документов об образовании

Laborator 4: Continuare Programare Orientată pe Obiecte Întocmit de: Adina Neculai Îndrumător: Asist. Drd. Gabriel Danciu 29 octombrie 2011

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

Inserarea culorilor in tabele

Unitatea: Școala Gimnazială Disciplina: Informatică și TIC Programa școlară aprobată cu OMEN nr.3393 din Profesor: prof. Clasa: a V-a A, B

Addendum Syllabus 6 Microsoft Access 2016 REF Syllabus 6.0 Cunoașterea domeniilor în care se utilizează bazele de date Datorită potenţialului ma

EVALUARE NAȚIONALĂ CLASA A VIII-A 2017 FLUX DE LUCRU PENTRU UTILIZATOR DE TIP CENTRU DE ÎNSCRIERE (CI)

Furnicuţa şi-a construit un depozit pentru grăunţe

Microsoft PowerPoint - Curs_SDA_4_RO_2019_v2.pptx

Subiectul 1

Addendum Syllabus 6 Microsoft Word 2016 REF Syllabus 6.0 Crearea unui document nou pe baza unor șabloane disponibile local sau online Microsoft

ANEXĂ

Anexe 1_6-1 OG41.xls

Astfel funcționează portalul KiTa Dortmund În 3 pași către locația de îngrijire copii Portalul KiTa Dortmund poate fi oper

A

LABORATOR 1. Stocarea si partajarea fisierelor online cu ajutorul Dropbox, WeTransfer.com PREZENTAREA LUCRĂRII DE LABORATOR Lucrarea de laborator îşi

Microsoft PowerPoint - Curs_SDA_10_RO_2019_v1.pptx

Transmisia datelor multimedia in retele de calculatoare <Titlu Lucrare>

PowerPoint Presentation

Microsoft Word - Plus TV Analog Pro Stick Installation _Rom V1.3_.doc

Curs de formare Informatică și TIC pentru clasa a V-a Portofoliu pentru evaluarea finală Tema: ELEMENTE DE INTERFAŢĂ ALE UNUI SISTEM DE OPERARE (DESKT

Minicurs CCS C / Aplicatia1 1.Programul CCS C Compiler. Instalare.Creare proiect. Descarcati ultima versiune a programului de

Microsoft Word - Software pentru ordonarea multirang a componentelor unei colectivitati.doc

METODE NUMERICE ÎN INGINERIE

Modificarea datelor de călătorie ale unui bilet CFR online achiziționat Modificarea datelor de călătorie ale unui bilet CFR online achiziționat (respe

FIŞA DISCIPLINEI

CD180 Romanian quick start guide


Microsoft Word - L_TI_2_28_Grafica_asistata_de_calculator_Baciu_Rodica.doc

Nr. crt ANEXA Nr. 1 CUANTUMUL ŞI TERMENELE privind plata taxelor pentru cererile de brevet de invenţie şi brevetele de invenţie Obiectul plăţii 1 Înre

Guardian2012_RO3

FIŞA DISCIPLINEI

Transcriere:

Procesarea Imaginilor Laborator 3: Histograma nivelurilor de intensitate 1 3. Histograma nivelurilor de intensitate 3.1. Introducere În această lucrare se vor prezenta conceptul de histogramă a nivelurilor de gri şi un algoritm pentru a diviza această histogramă în mai multe zone în scopul reducerii numărului de niveluri de gri (cuantizare în spaţiul culorilor). 3.2. Histograma nivelurilor de intensitate Având o imagine în niveluri de gri cu nivelul maxim de intensitate L (pentru o imagine cu 8 biţi/pixel L=255), histograma nivelelor de intensitate (gri) se defineşte ca o funcţie h(g) care are ca valoare, numărul de pixeli din imagine (sau dintr-o regiune) care au intensitatea g [0 L] : h( g) (3.1) N g - numărul de pixeli din imagine sau din regiunea de interes (ROI) care au intensitatea g. N g Fig. 3.1 Exemplu: Histogramei unei imagini grayscale Histograma normalizată cu numărul de pixeli din imagine (din ROI) se numeşte funcţia densităţii de probabilitate (FDP) a nivelelor de intensitate: h( g) p( g) (3.2) M unde: M = image_height image_width FDP are următoarele proprietăţi: pg ( ) 0 L h( g) M p( g) dg 1, 1 M M g0 (3.3)

2 Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca, Catedra de Calculatoare 3.3. Aplicaţie: Determinarea pragurilor multiple Acest algoritm determină praguri multiple în scopul reducerii numărului de niveluri de intensitate (gri) a unei imagini. Primul pas constă în determinarea maximelor din histogramă. Apoi fiecare nivel de gri este asignat la cel mai apropiat maxim. Pentru determinarea maximelor din histogramă se urmăresc paşii: 1. Se normalizează histograma (se transformă într-o FDP) 2. Se alege o fereastră de lăţime 2*WH+1 (o valoare bună pentru WH este 5) 3. Se alege un prag TH (o valoare bună este 0.0003) 4. Se suprapune fereastra peste histogramă. Pentru fiecare poziţie k (a mijlocului ferestrei) de la 0+WH până la 255-WH - Se calculează media v a valorilor din histograma normalizată în intervalul [k-wh, k+wh]. Obs: valoarea v este media a 2*WH+1 valori - Dacă FDP[k]>v+TH şi FDP[k] este mai mare sau egal cu toate valorile FDP din intervalul [k-wh, k+wh] atunci k corespunde la un maxim din histogramă. Se memorează şi se continuă din poziţia următoare. 5. Se inserează 0 la începutul listei de poziţii de maxime şi 255 la sfârşit. (aceasta permite culorilor negru respectiv alb să fie reprezentate exact). Al doilea pas constă în determinarea efectivă a pragurilor. Acestea sunt situate la distanţe egale între maximele determinate anterior. Algoritmul de reducere a nivelurilor de gri este unul simplu: se asignează fiecare pixel la valoarea culorii celui mai apropiat maxim din histogramă. a) c) b) d) e) Fig. 3.2 a) Imaginea iniţială; b) Histograma imaginii iniţiale; c) Imaginea cuantizată obţinută (praguri multiple); d) Histograma imaginii cuantizate; e) Algoritmul de calcul al maximelor din histogramă

Procesarea Imaginilor Laborator 3: Histograma nivelurilor de intensitate 3 3.4. Algoritmul de corecţie Floyd-Steinberg După cum se observă în Fig. 3.3b, rezultatele sunt vizual inacceptabile când numărul de niveluri de gri este scăzut. Pentru a obţine rezultate vizuale acceptabile se poate aplica un algoritm de distribuire a erorii de cuantizare pe mai mulţi pixeli (dithering). Un exemplu de astfel de algoritm este Floyd-Steinberg: pentru fiecare y de sus până jos pentru fiecare x de la stânga până la dreapta pixel_vechi := pixel(x,y) pixel_nou := cel_mai_apropiat_maxim_din_histogramă(pixel_vechi) pixel(x,y) := pixel_nou eroare := pixel_vechi - pixel_nou pixel(x+1,y) := pixel(x+1,y) + 7*eroare/16 pixel(x-1,y+1) := pixel(x-1,y+1) + 3*eroare/16 pixel(x,y+1) := pixel(x,y+1) + 5*eroare/16 pixel(x+1,y+1) := pixel(x+1,y+1) + eroare/16 Acest algoritm calculează eroarea de cuantificare şi o distribuie la pixelii vecini. Fracţiunile de distribuţie a erorii sunt prezentate în matricea următoare (X = locaţia pixelului curent): 0 0 0 0 X 7/16 3/16 5/16 1/16 a) b) c) Fig. 3.3 a) Imaginea iniţială; b) Imaginea cuantizată obţinută (praguri multiple); c) Împrăştierea erorii pragurilor multiple utilizând algoritmul Floyd-Steinberg

4 Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca, Catedra de Calculatoare 3.5. Detalii de implementare 3.5.1. Afişarea histogramei ca o imagine Histograma poate fi afişată sub forma unui grafic cu bare verticale. Pentru fiecare nivel de gri se desenează o bară verticală proportională cu numărul de apariţii al acestuia în imagine. Funcţia showhistogram de mai jos realizează această operaţie (disponibilă în aplicația OpenCVApplication). Trebuie să furnizaţi titlul ferestrei de afișare, histograma calculată, numărul de acumulatoare, dimensiunea dorită pentru înălțimea imaginii de ieşire. Barele sunt redimensionate automat astfel încât să încapă în imagine şi totodată rămân proporţionale cu valorile din histogramă. void showhistogram(const string& name, int* hist, const int hist_cols, const int hist_height) { Mat imghist(hist_height, hist_cols, CV_8UC3, CV_RGB(255, 255, 255)); // constructs a white image //computes histogram maximum int max_hist = 0; for (int i = 0; i<hist_cols; i++) if (hist[i] > max_hist) max_hist = hist[i]; double scale = 1.0; scale = (double)hist_height / max_hist; int baseline = hist_height - 1; for (int x = 0; x < hist_cols; x++) { Point p1 = Point(x, baseline); Point p2 = Point(x, baseline - cvround(hist[x] * scale)); line(imghist, p1, p2, CV_RGB(255, 0, 255)); // histogram bins // colored in magenta } imshow(name, imghist); } 3.5.2. Histograma cu un număr redus de acumulatoare (bins) Histograma se poate calcula şi dacă folosim un număr redus de acumulatoare m 256. Pentru aceasta trebuie să împărţim intervalul [0,255] în m părţi egale şi apoi să numărăm pixelii care aparţin fiecărei părţi. Această reprezentare este utilă fiindcă are dimensionalitate redusă. 3.6. Activităţi practice 1. Calculaţi histograma (într-un vector de întregi de dimensiune 256) pentru o imagine grayscale (cu 8 biţi/pixel). 2. Calculaţi FDP (într-un vector de tip float de dimensiune 256). 3. Afişaţi histograma calculată utilizând funcţia din laborator. 4. Calculaţi histograma folosind un număr redus de m 256 acumulatoare. 5. Implementaţi algoritmul de reducere a nivelurilor de gri (praguri multiple) de la 3.3. 6. Îmbunătăţiţi algoritmul de reducere a nivelurilor de gri (praguri multiple) utilizând distribuirea erorii cu algoritmul Floyd-Steinberg de la 3.4. 7. Realizaţi algoritmul de reducere a nivelurilor de gri pe canalul Hue din spaţiul de culoare HSV al unei imagini color. Modificaţi doar valorile din canalul H, păstrând canalele S şi V neschimbate. O altă opţiune este setarea lor (S şi V) la valoarea maximă permisă. Pentru vizualizare transformaţi înapoi în spaţiul RGB. 8. Salvaţi-vă ceea ce aţi lucrat. Utilizaţi aceeaşi aplicaţie în laboratoarele viitoare. La sfârşitul laboratorului de procesare a imaginilor va trebui să prezentaţi propria aplicaţie cu algoritmii implementaţi!!!

Procesarea Imaginilor Laborator 3: Histograma nivelurilor de intensitate 5 Referinţe [1]. R.C.Gonzales, R.E.Woods, Digital Image Processing. 2-nd Edition, Prentice Hall, 2002. [2]. Algoritmul Floyd-Steinberg, http://en.wikipedia.org/wiki/floyd-steinberg_dithering