Operacje kontekstowe (filtry)

Podobne dokumenty
Politechnika Świętokrzyska. Laboratorium. Przetwarzanie obrazów medycznych. Ćwiczenie 5. Filtracja kontekstowa obrazów.

Przetwarzanie obrazów wykład 3

Laboratorium. Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Ćwiczenie 11. Filtracja sygnałów wizyjnych

Analiza obrazu. wykład 3. Marek Jan Kasprowicz Uniwersytet Rolniczy 2009

Analiza obrazu. wykład 4. Marek Jan Kasprowicz Uniwersytet Rolniczy 2009

Grafika komputerowa. Dr inż. Michał Kruk

Przetwarzanie obrazów rastrowych macierzą konwolucji

Filtracja obrazów w dziedzinie Fouriera

Przekształcenia kontekstowe. Filtry nieliniowe Typowy przykład usuwania zakłóceń z obrazu

7. REZONANS W OBWODACH ELEKTRYCZNYCH

Filtracja obrazu operacje kontekstowe

2.Prawo zachowania masy

Statystyczna analiza danych w programie STATISTICA. Dariusz Gozdowski. Katedra Doświadczalnictwa i Bioinformatyki Wydział Rolnictwa i Biologii SGGW

Przetwarzanie obrazów wykład 4

Przetwarzanie obrazu

Temat: Funkcje. Własności ogólne. A n n a R a j f u r a, M a t e m a t y k a s e m e s t r 1, W S Z i M w S o c h a c z e w i e 1

Wiedza niepewna i wnioskowanie (c.d.)

Opis programu do wizualizacji algorytmów z zakresu arytmetyki komputerowej

Opis modułu analitycznego do śledzenia rotacji towaru oraz planowania dostaw dla programu WF-Mag dla Windows.

PRAWA ZACHOWANIA. Podstawowe terminy. Cia a tworz ce uk ad mechaniczny oddzia ywuj mi dzy sob i z cia ami nie nale cymi do uk adu za pomoc

WYJAŚNIENIA. Wyjaśniam

Filtracja obrazu operacje kontekstowe

PRZEDMIOTOWY SYSTEM OCENIANIA Z MATEMATYKI I LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCE IM. MIKOŁAJA KOPERNIKA W KROŚNIE

Rady Miejskiej Wodzisławia Śląskiego. w sprawie stypendiów dla osób zajmujących się twórczością artystyczną i upowszechnianiem kultury.

Trwałość projektu co zrobić, żeby nie stracić dotacji?

Automatyka. Etymologicznie automatyka pochodzi od grec.

Gruntowy wymiennik ciepła PROVENT- GEO

WYKŁAD 8. Postacie obrazów na różnych etapach procesu przetwarzania

MATEMATYKA 4 INSTYTUT MEDICUS FUNKCJA KWADRATOWA. Kurs przygotowawczy na studia medyczne. Rok szkolny 2010/2011. tel

mgr inż. Grzegorz Kraszewski SYSTEMY MULTIMEDIALNE wykład 6, strona 1. Format JPEG

Komentarz do prac egzaminacyjnych w zawodzie technik administracji 343[01] ETAP PRAKTYCZNY EGZAMINU POTWIERDZAJĄCEGO KWALIFIKACJE ZAWODOWE

Projektowanie bazy danych

Podstawowe działania w rachunku macierzowym

U M O W A (WZÓR) zwanym dalej Zamawiającym, a...

Rozbudowa domu przedpogrzebowego na cmentarzu komunalnym w Bierutowie. Specyfikacja techniczna wykonania i odbioru robót budowlanych - Okna i drzwi

Podstawowe pojęcia: Populacja. Populacja skończona zawiera skończoną liczbę jednostek statystycznych

Współczesne nowoczesne budownictwo pozwala na wyrażenie indywidualnego stylu domu..

RZECZPOSPOLITA POLSKA. Prezydent Miasta na Prawach Powiatu Zarząd Powiatu. wszystkie

Przetwarzanie fotografii cyfrowej lab. 3 J.Wi licki, A.Romanowski

NOWELIZACJA USTAWY PRAWO O STOWARZYSZENIACH

Analiza obrazów - sprawozdanie nr 2

Regulamin Programu Motywacyjnego II. na lata współpracowników. spółek Grupy Kapitałowej Internet Media Services SA

K P K P R K P R D K P R D W

KONKURSY MATEMATYCZNE. Treść zadań

Harmonogramowanie projektów Zarządzanie czasem

PROGRAM ZAJĘĆ MATEMATYCZNYCH DLA UCZNIÓW Z DYSLEKSJĄ

Motywuj świadomie. Przez kompetencje.

LABORATORIUM STEROWANIE SILNIKA KROKOWEGO

Zarządzenie Nr W Wójta Gminy Siedlce z dnia 1 kwietnia 2015 roku. w sprawie powołania Gminnego Zespołu Zarządzania Kryzysowego.

Kurs wyrównawczy dla kandydatów i studentów UTP

DE-WZP JJ.3 Warszawa,

tel/fax lub NIP Regon

ZAPYTANIE OFERTOWE. Nazwa zamówienia: Wykonanie usług geodezyjnych podziały nieruchomości

Załącznik Nr 1 do zarządzenia Burmistrza Gminy Brwinów nr z dnia 29 marca 2011 roku

Regulamin. Rady Nadzorczej Spółdzielni Mieszkaniowej "Doły -Marysińska" w Łodzi

Charakterystyka systemów plików

Ćwiczenie: "Ruch harmoniczny i fale"

WZORU UŻYTKOWEGO EGZEMPLARZ ARCHIWALNY. d2)opis OCHRONNY. (19) PL (n) Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa, PL

9. Dynamiczne generowanie grafiki, cz. 3

REGULAMIN X GMINNEGO KONKURSU INFORMATYCZNEGO

Temat: Co to jest optymalizacja? Maksymalizacja objętości naczynia prostopadłościennego za pomocą arkusza kalkulacyjngo.

HTA (Health Technology Assessment)

D TYMCZASOWE NAWIERZCHNIE Z ELEMENTÓW PREFABRYKOWANYCH

Małopolskie Centrum Przedsiębiorczości Książka znaku

FORUM ZWIĄZKÓW ZAWODOWYCH

Zagospodarowanie magazynu

Wyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyn i ich układów

Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej

Rozdział 6. Pakowanie plecaka. 6.1 Postawienie problemu

Objaśnienia do Wieloletniej Prognozy Finansowej na lata

TABELA ZGODNOŚCI. W aktualnym stanie prawnym pracodawca, który przez okres 36 miesięcy zatrudni osoby. l. Pornoc na rekompensatę dodatkowych

II. WNIOSKI I UZASADNIENIA: 1. Proponujemy wprowadzić w Rekomendacji nr 6 także rozwiązania dotyczące sytuacji, w których:

PODSTAWY DZIAŁANIA UKŁADÓW CYFROWYCH

Uchwała Nr 72/2014/2015 Senatu Akademii Wychowania Fizycznego Józefa Piłsudskiego w Warszawie z dnia 14 lipca 2015 roku

Warszawska Giełda Towarowa S.A.

Podatek przemysłowy (lokalny podatek od działalności usługowowytwórczej) :02:07

Szczegółowe wyjaśnienia dotyczące definicji MŚP i związanych z nią dylematów

Instrukcja zarządzania systemem informatycznym służącym do przetwarzania danych osobowych

ZASADY WYPEŁNIANIA ANKIETY 2. ZATRUDNIENIE NA CZĘŚĆ ETATU LUB PRZEZ CZĘŚĆ OKRESU OCENY

KONKURS NA NAJLEPSZE LOGO

Projekty uchwał dla Zwyczajnego Walnego Zgromadzenia

GENERALNY INSPEKTOR OCHRONY DANYCH OSOBOWYCH

Zarządzenie nr 538 Wójta Gminy Zarszyn z dnia 9 czerwca 2014 r.

REGULAMIN WSPARCIA FINANSOWEGO CZŁONKÓW. OIPiP BĘDĄCYCH PRZEDSTAWICIELAMI USTAWOWYMI DZIECKA NIEPEŁNOSPRAWNEGO LUB PRZEWLEKLE CHOREGO

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ROLNICTWA I ROZWOJU WSI 1) z dnia r.

znaczeniu określa się zwykle graficzne kształtowanie tekstu za pomocą dostęp-

POMOC PSYCHOLOGICZNO-PEDAGOGICZNA Z OPERONEM. Vademecum doradztwa edukacyjno-zawodowego. Akademia

1. PODMIOTEM ŚWIADCZĄCYM USŁUGI DROGĄ ELEKTRONICZNĄ JEST 1) SALESBEE TECHNOLOGIES SP. Z O.O. Z SIEDZIBĄ W KRAKOWIE, UL.

XIII KONKURS MATEMATYCZNY

Techniki korekcyjne wykorzystywane w metodzie kinesiotapingu

Zaproszenie. Ocena efektywności projektów inwestycyjnych. Modelowanie procesów EFI. Jerzy T. Skrzypek Kraków 2013 Jerzy T.

ZAPYTANIE OFERTOWE. MERAWEX Sp. z o.o Gliwice ul. Toruńska 8. ROZWÓJ PRZEDSIĘBIORSTWA MERAWEX Sp. z o.o. POPRZEZ EKSPORT.

1.3 Budowa. Najwa niejsze cz ci sk adowe elektrozaworu to:

Wytyczne dla środków masowego przekazu

I. POSTANOWIENIE OGÓLNE

2. Podjęcie uchwał w sprawie powołania członków Rady Nadzorczej 1[ ], 2[ ], 3[ ]

Krótkoterminowe planowanie finansowe na przykładzie przedsiębiorstw z branży 42

Ćwiczenie nr 2 Zbiory rozmyte logika rozmyta Rozmywanie, wnioskowanie, baza reguł, wyostrzanie

2) Drugim Roku Programu rozumie się przez to okres od 1 stycznia 2017 roku do 31 grudnia 2017 roku.

REGULAMIN KONTROLI ZARZĄDCZEJ W MIEJSKO-GMINNYM OŚRODKU POMOCY SPOŁECZNEJ W TOLKMICKU. Postanowienia ogólne

Transkrypt:

Operacje kontekstowe (filtry) Operacje polegaj na modyfikacji poszczególnych elementów obrazu w zale no ci od stanu ich samych i stanu ich otoczenia. Ze wzgl du na kontekstowo mog zajmowa du o czasu, ale algorytmy s proste i regularne a ponadto mog by wykonywane na wszystkich punktach obrazu jednocze nie.

Filtrowanie Filtry wykorzystywane do analizy obrazów zak adaj, e wykonywane na obrazie operacje b d kontekstowe. Oznacza to, e dla wyznaczenia jednego punktu obrazu wynikowego trzeba dokona okre lonych oblicze na wielu punktach obrazu ród owego. Zadanie polega na wyznaczenie warto ci funkcji, której argumentami s warto ci piksela o tym samym po o eniu na obrazie ród owym oraz warto ci pikseli z jego otoczenia K, które mo e mie ró n form ale najcz ciej uto samiane jest z kwadratowym oknem otaczaj cym symetrycznie aktualnie przetwarzany punkt obrazu

Filtrowanie - przeszkody Z powodu kontekstowo ci wykonywanych operacji filtracja z regu y nie mo e dotyczy pikseli znajduj cych si bezpo rednio na brzegu obrazu. Wieloargumentowa funkcja b d ca matematycznym zapisem regu y dzia ania filtru nie b dzie posiada a warto ci punktów oznaczonych symbolem x.

Filtry praktyczne zastosowanie Filtry wykorzystywane s zazwyczaj do realizacji nast puj cych celów: - St umienie w obrazie niepo danego szumu. Przy braku kontekstowych przes anek na temat istoty szumów realizuj cy t funkcj filtr dzia a na zasadzie lokalnych rednich. Ka demu z punktów obrazu przypisywana jest rednia warto ci jego otoczenia. - Wzmocnienie w obrazie pewnych elementów zgodnych z posiadanym wzorcem. W tym przypadku dany punkt zostanie wzmocniony w stopniu zale nym od stopnia spe nienia przez jego otoczenie okre lonych warunków. - Usuni cie okre lonych wad z obrazu. Na przyk ad: usuni cie wad powsta ych w wyniku zarysowania kliszy fotograficznej.

Filtry praktyczne zastosowanie - Poprawa obrazu o z ej jako ci technicznej; np.: obrazów nieostrych, poruszonych lub o niewielkim kontra cie. - Rekonstrukcja obrazu, który uleg cz ciowemu zniszczeniu; np.: rekonstrukcja materia ów fotograficznych, które przez d ugi czas podlega y dzia aniu niekorzystnych warunków atmosferycznych UWAGA: Bardzo istotne jest posiadanie wiedzy co do istoty cech obrazu, które nale y os abi lub wzmocni. Pomocna jest wiedza odno nie genezy powstawania tych cech.

Filtry - rodzaje Filtr = funkcja wieloargumentowa przekszta caj ca punkty jednego obrazu w drugi W a ciwo ci filtru wynikaj bezpo rednio z analitycznych w asno ci realizuj cej go funkcji. Wyró niamy filtry: - liniowe: liniowa kombinacja wybranych pikseli obrazu wej ciowego (prostsze w wykonaniu) - nieliniowe: nieliniowa funkcja wybranych pikseli obrazu wej ciowego (wi ksze mo liwo ci)

Filtry liniowe To takie filtry, które wykorzystuj funkcj spe niaj c dwa warunki liniowo ci: Filtry liniowe odpowiadaj intuicyjnym oczekiwaniom badaczy szukaj cych odpowiednich przekszta ce swoich obrazów

Konwolucja (splot) funkcji Przy omawianiu filtrów liniowych wygodnie pos u y si poj ciem konwolucji czyli splotu funkcji okre lonej nast puj cym wzorem. Cechy konwolucji pomocne przy realizacji filtrowania: czno : (f x g) x h = f x (g x h) = f x g x h pozwala na rozdzielenie filtrowania dowolnie du matryc na filtrowanie ma ymi matrycami Rozdzielno : pozwala rozdzieli filtracj dwuwymiarowego obrazu jako filtracji jednowymiarowych Splot g(x) jest zdefiniowany na ca ym R natomiast iloczyn f(x-t)h(t) jest ca kowalny na ca ym R. Funkcja h(t) mo e mie sko czon dziedzin. W takim przypadku konwolucja wykorzystuj ca funkcj h staje si filtrem.

Zastosowania konwolucji Funkcj realizuj c t umienie szumów na zasadzie lokalnych rednich mo na realizowa jako nast puj c konwolucj :

Konwolucja dyskretna W komputerowej analizie obrazu dziedzina funkcji L(m,n) jest dwuwymiarowa i nieci g a gdy taka jest reprezentacja obrazu. Konwulacj dla dwuwymiarowego dyskretnego obrazu mo na zapisa : Filtry definiuje si jako tablice wspó czynników w(i,j). Wspó czynniki w(i,j) wraz z odpowiednimi elementami obrazu L(m-i, n-j) znajduj cego si w oknie K rozlokowanym wokó punktu o wspó rz dnych m,n s u cznie do obliczania warto ci funkcji L (m,n) w danym punkcie na obrazie wynikowym.

Problem normalizacji Wspó czynniki w(i,j) wybiera si zwykle aby by y liczbami ca kowitymi bo dla zmienno przecinkowych warto ci operacje matematyczne trwaj d u ej. (dla obrazu 512x512 i filtru 9 elementowego nale y w normalnych warunkach wykona 2 359 296 dodawa i mno e ) Po takiej operacji konwulacji nie b dzie zazwyczaj spe niony warunek normalizacji L (m,n) [0, 2 B -1] Dla filtrów gdzie w(i,j)>=0 technika normalizacji dana jest wzorem: Dla filtrów gdzie w(i,j) s zarówno dodatnie jak i ujemne normalizacja dana jest wzorem:

Kszta t filtra Rozmiar otoczenia K zale y od projektanta. Im wi kszy rozmiar okna tym bardziej radykalne dzia anie filtra Najcz ciej przyjmuje si filtry 3x3, które okólnie zapisujemy: lub Punkt docelowy L (m,n) mo e by ustawiony w rodku okna filtracji, a konwulacja b dzie wyra ona wzorem:

Filtry dolnoprzepustowe Typowe zastosowanie filtrów polega na usuwaniu zak óce obrazu. Mo na do tego wykorzysta najprostszy filtr u redniaj cy: Drobne zak ócenia obrazu znikaj (s rozmywane) Filtr powoduje rozmycie konturów obiektów i pogorszenie rozpoznawalno ci ich kszta tów

W celu zmniejszenia negatywnych skutków filtracji konwolucyjnej stosuje si filtry u redniaj ce warto ci pikseli wewn trz rozwa anego obszaru w sposób wa ony: Wzmocnienie punktu centralnego jest mniej dewastuj ce dla rysunku

Mo na stosowa filtracj maskami pozbawionymi elementu centralnego:

Zwi kszenie rozmiaru maski Powoduje bardziej radykalne zmiany w obrazie Zwi kszaj koszt obliczeniowy. Dla rysunku 512x512: 3x3 -> ok. 2,4 mln operacji 5x5 -> ok. 6,5 mln operacji 7x7 -> ok. 16,5 mln operacji Na ogó unika si wi kszych rozmiarów masek chyba, e trzeba usun bardzo dokuczliwe zak ócenia w obrazie.

Filtry górnoprzepustowe - gradienty Filtry górnoprzepustowe mog s u y do wydobywania z obrazu sk adników odpowiedzialnych za szybkie zmiany jasno ci, a wi c konturów, kraw dzi, drobnych elementów faktury, itp. Popularnie mówi si, e filtry górnoprzepustowe dokonuj wyostrzenia obrazu rozumianych jako uwypuklenie kraw dzi w obrazie. Kraw d jest to linia (czasami prosta) oddzielaj ca obszary o ró nej jasno ci L 1, L 2. Prosty model matematyczny kraw dzi ma posta :

Filtr górnoprzepustowy - przyk ad Dla przyk adowego gradientu Robertsa macierz wspó czynników w(i,j) b dzie mia a posta : lub

Poniewa gradient Robertsa ma generuje ujemne i dodatnie warto ci pikseli nale y albo dokona skalowania, albo bra pod uwag warto bezwzgl dn pikseli. Przy skalowaniu t o z regu y staje si szare, piksele dodatnie ciemne, a piksele ujemne jasne. Przy modu ach efekty s rozmywane i ukrywana jest informacja które piksele by y dodatnie a które ujemne.

Kierunkowo gradientu Robertsa Gradient Robertsa ma charakter kierunkowy. Jest to k t 45º i zale y od implementacji maski. Mo na to sprawdzi u ywaj c gradientu Robertsa dla komplementarnej maski:

Maska Prewitta Gradient Robertsa mo na w do naturalny sposób uogólni na maski trójwymiarowe. Maska: po dokonaniu operacji konwulacji dla obrazu sztucznego daje nast puj cy rezultat:

Dla maski Prewitta wzmocnieniu ulegaj linie zbli one do horyzontalnych i wertykalnych

Przy filtracjach gradientowych mo na wzmocni wp yw bezpo rednio najbli szego otoczenia piksela (maska Sobela). Pozioma maska Sobela

Pionowa maska Sobela:

Maska Sobela mo e by obracana nie tylko o 90º ale równie o 45º

Maski Sobela o ró nej orientacji stosowane do splotu z rysunkiem aglówki

Filtry górnoprzepustowe wykrywaj ce naro niki

Mo na tak ustawi mask aby wykrywa a lewy górny naro nik:

Istnieje wiele mo liwych form w jakich mog wyst powa maski wykrywaj ce naro niki: Jak równie

Czasami istnieje jednak potrzeba zastosowania zmian bezkierunkowych. Dobry i prosty do uzyskania rezultat jest do osi gni cia dzi ki specjalnym maskom laplasjanom, np.:

Zastosowanie maski laplasjanu uwypukla i podkre la wszelkie linie i kraw dzie w obrazie

Laplasjan mo e by te zdefiniowany za pomoc nieco bardziej z o onej maski:

Inne sposoby definicji laplasjanu pokazuje podane poni ej maski: Maska mo e mie równie rozmiary 5x5