Εργαστήριο του μαθήματος “Ψηφιακή Επεξεργασία και Ανάλυση Εικόνας”

Ειρήνη Καρύμπαλη

Αλεξάνδρα Μαράβα

Στέλιος Ράντος

Μέρος 1ο

• Ανάλυση εικόνας• Βάθος χρώματος εικόνας• Δυναμική περιοχή χρωμάτων• Θόρυβος σε εικόνα• Ο διακριτός μετασχηματισμός Fourier• Ανακατασκευή εικόνας από τη φάση• Ανακατασκευή εικόνας με τον αναδρομικό αλγόριθμο

Ανάλυση Εικόνας

Αρχική Εικόνα, 400318

Ανάλυση 4:1 Ανάλυση 16:1

Ανάλυση Εικόνας

Αρχική Εικόνα, 8001226

Ανάλυση Εικόνας

Ανάλυση 4:1

Ανάλυση Εικόνας

Ανάλυση 16:1

Ανάλυση Εικόνας

Αρχική Εικόνα, 32838

Ανάλυση 4:1

Ανάλυση 16:1

Βάθος Χρώματος Εικόνας

Αρχική Εικόνα, 8bits/pixel

Αρχική Εικόνα, 6bits/pixel

Αρχική Εικόνα, 4bits/pixel

Αρχική Εικόνα, 3bits/pixel

Βάθος Χρώματος Εικόνας

Αρχική Εικόνα, 8bits/pixel

Αρχική Εικόνα, 6bits/pixel

Αρχική Εικόνα, 4bits/pixel

Αρχική Εικόνα, 3bits/pixel

Δυναμική Περιοχή Τιμών

Σκοτεινή Εικόνα (18,171)

(256)

Τελική Εικόνα (0,255)

Φωτεινή Εικόνα (102,255)

Δυναμική Περιοχή Τιμών

Σκοτεινή Εικόνα (0,200)

(256)

Γραμμ. Απεικόνιση σε όλη τη Δυναμική Περιοχή

(0,255)

Σχετικά Φωτεινή Εικόνα (30,255)

Θόρυβος σε Εικόνες

Αρχική ΕικόναΛευκός Προσθετικός

Θόρυβος(SNR=10db)

Κρουστικός Θόρυβος 25%

Υποβάθμιση & Θόρυβος σε Εικόνες

Αρχική Εικόνα Υποβάθμιση +WGNΥποβάθμιση

Διακριτός Μετασχηματισμός Fourier (DFT)

Λογαριθμική Απεικόνιση Μετ. Fourier

Διακριτός Μετασχηματισμός Fourier (DFT)

Αρχική Εικόνα Περιστροφή κατά 45

Λογαριθμική Απεικόνιση

Περιστροφή κατά 90

Διακριτός Μετασχηματισμός Fourier (DFT)

Λογαριθμική Απεικόνιση

Ο DFT σε Εικόνες

Αρχική ΕικόναΛογαριθμική Απεικόνιση

Γραμμική Απεικόνιση

Ο DFT σε Εικόνες

Αρχική ΕικόναΛογαριθμική Απεικόνιση

Ο DFT σε Εικόνες

Αρχική ΕικόναΛογαριθμική Απεικόνιση

Περιστροφή εικόνας

Λογαριθμική Απεικόνιση DFT

Αρχική Εικόνα

Περιστροφή κατά 45

Ανακατασκευή εικόνας από τη φάση του DFT

Αρχικές ΕικόνεςΑνακατασκευή από τη

φάση, με πλάτος=1

Ανακατασκευή από το πλάτος,

με φάση=0

Σύνθεση εικόνων

Εικόνα 2

Σύνθεση εικόνας από τη φάση της

εικόνας 1 και το πλάτος της

εικόνας 2

Εικόνα 1

Σύνθεση εικόνας από τη φάση της

εικόνας 2 και το πλάτος της

εικόνας 1

Ανακατασκευή εικόνας από τη φάση με τον αναδρομικό αλγόριθμο

Βήματα αλγορίθμου:

1. Αρχική εκτίμηση του σήματος. Μπορεί να είναι μια οποιαδήποτε πραγματική ακολουθία με περιοχή υποστήριξης ίδια με αυτή της αρχικής εικόνας.

2. Υπολογισμός του μετασχηματισμό Fourier αυτής της εικόνας (μετά από zero-padding).

3. Αν η φάση είναι ίση με τη φάση της δεδομένης εικόνας, υπολογισμός αντίστροφου μετασχηματισμού Fourier, αλλιώς:

a. Αντικατάσταση της φάσης με τη φάση της δεδομένης εικόνας. (Το μέτρο του μετασχηματισμού Fourier παραμένει το ίδιο.)

b. Υπολογισμός αντίστροφου μετασχηματισμού Fourier.

c. Η ακολουθία που προκύπτει γίνεται ίση με μηδέν έξω από την περιοχή υποστήριξης και αποτελεί μια νέα εκτίμηση της λύσης.

d. Επανάληψη του βήματος 2.

Ανακατασκευή εικόνας από τη φάση με τον αναδρομικό αλγόριθμο

Διάγραμμα ροής:

θ y(ω 1, ω 2)=θ x(ω 1, ω 2)

Αρχική εκτίμηση τουx(n 1, n 2) : y(n 1, n2)

Y(ω 1, ω 2)=F[y(n 1, n 2) ]

Y(ω 1, ω 2)=|Υ(ω 1, ω 2)|e jθ x(ω1 , ω 2 )

y(n 1, n 2)=F -1[Y(ω 1, ω 2)]

y(n 1, n 2)=0 έξω από τηνπεριοχή υποστήριξης του

x(n 1, n 2)

x(n 1, n 2)=F -1[Y(ω 1, ω 2)]

Όχι

Ναι

Ανακατασκευή εικόνας από τη φάση με τον αναδρομικό αλγόριθμο

Αρχική Εικόνα, 256256

Αρχική Εκτίμηση, (128,128)=255

Μετά από 1 επανάληψη

Μετά από 10 επαναλήψεις

Μετά από 50 επαναλήψεις

Μετά από 200 επαναλήψεις

Ανακατασκευή εικόνας από τη φάση με τον αναδρομικό αλγόριθμο

Αρχική Εικόνα, 256256

Αρχική Εκτίμηση, rand(256)Μετά από 1 επανάληψη

Μετά από 10 επαναλήψεις

Μετά από 50 επαναλήψεις

Μετά από 200 επαναλήψεις