الرؤية بالحاسب : التعديلات على الصور

 تحسين الصورة

تحسين الصورة هو عملية تعديل صورة لتطبيق معين.

3.1 تحولات المستوى الرمادي الأساسي

معالجة النقاط:

إذا كان ناتج التحويل على بكسل يعتمد فقط على الإدخال المقابل له

بكسل ثم تسمى العملية معالجة النقطة.

نبدأ دراسة تقنيات تحسين الصورة من خلال مناقشة معالجة النقطة ذات المستوى الرمادي

وظائف التحويل.

الصورة السلبية:

 إنها عملية تحسين

 يأخذ نفي الصورة.

 هنا نحصل على المستوى الرمادي المقابل تمامًا.

يتم ذلك عن طريق إجراء التحول التالي

الإخراج (i، j) = (L-1) - الإدخال (i، j)

هنا L هو رقم المستوى الرمادي ، لصورة 8 بت هو 256.

مثال

صورة الإدخال

صورة سلبية

الإخراج (i، j) = (L-1) - الإدخال (i، j) هنا L = 256 نظرًا لأنها صورة 8 بت

3.2 الرسم البياني للصورة

 المدرج التكراري هو الرسم البياني على المستوى الرمادي للصورة.

 رسم بياني لصورة ذات مستوى رمادي في النطاق [0 ، L-1] مُعطى بواسطة

h(f(x, y))= n

 هنا n هو عدد وحدات البكسل في الصورة ذات القيمة الرمادية f.

إدخالات الرسم البياني للصورة المظلمة قريبة من الصفر.

في صورة Bright Image ، تكون إدخالات الرسم البياني قريبة من واحد (أبيض).

صورة الإدخال

3.4 تمديد التباين الخطي

 إنها عملية زيادة تباين الصورة.

 يزيد من نطاق المستويات الرمادية في الصورة.

 بسبب الصور منخفضة التباين

 إضاءة ضعيفة ،

 ضبط خاطئ لفتحة العدسة.

يتم تعريف التمدد المتباين من خلال:

الإخراج (i، j) = (المدخلات (i، j) -m1) * 255 / (m2-m1)

 هنا m1 هو الحد الأدنى لقيمة المستوى الرمادي في الصورة و m2 هو الحد الأقصى

قيمة المستوى الرمادي في الصورة.

صورة تباين منخفضة

صورة ممتدة على التباين

مثال : 

هنا m1 = 0 و m2 = 35

صورة الإدخال

صورة ممتدة على التباين

الإخراج (i، j) = (الإدخال (i، j) -m1) * 255 / (m2-m1)

For Pixel (0,0)

= (0-0)*255/(35-0)

= 0 * 255/35

= 0

For Pixel(0,1)

=(30-0)*255/(35-0)

= 30 * 255/35

= 218.57 = 219

3.5 معادلة الرسم البياني

 إنها تقنية تحسين التباين.

يتم تعريف معادلة الرسم البياني من خلال:

الإخراج (i، j) = cdf (المدخلات (i، j)) * 255

 هنا cdf هي دالة الكثافة التراكمية ويتم حسابها بواسطة

cdf (n) = cdf (n-1) + pdf (n)

 pdf هي دالة كثافة الاحتمال المحسوبة بواسطة

pdf (n) = الرسم البياني (n) / العدد الإجمالي للبكسل في الصورة

صورة الإدخال

صورة معادلة الهستوغرام

صورة الإخراج

مثال 

صورة الادخال 

صورة معادلة الهستوغرام

عملية حسابية :

 الرسم البياني هو عدد المستويات الرمادية للصورة

 الإخراج (i، j) = cdf (المدخلات (i، j)) * 255

 cdf (n) = cdf (n-1) + pdf (n)

 pdf (n) = الرسم البياني (n) / العدد الإجمالي للبكسل في الصورة

3.6 معالجة الصور الثنائية

 الصورة الثنائية هي صورة لها قيم 0 (أسود) و 1 (أبيض) فقط.

 الألوان الوحيدة في الصور الثنائية هي الأسود والأبيض.

العمليات الأساسية على الصور الثنائية هي عمليات منطقية مثل AND و NOT و OR و XOR.

 بالنسبة للمتغيرين الثنائيين A وB:

 ينتج a و b 1 فقط عندما يكون كل من a و b 1 ؛ وإلا فإن النتيجة هي 0.

 a OR b تساوي 0 عندما يكون كلا المتغيرين 0 ؛ وإلا فإن النتيجة هي 1.

 NOT (a) تساوي 0 ، إذا كانت a تساوي 1 ، والعكس صحيح.

لا يؤدي عامل التشغيل المنطقي نفس وظيفة التحويل السالب

تستخدم عمليات AND و OR لإخفاء ؛ أي لاختيار الصور الفرعية في الصورة.

 في أقنعة الصور AND و OR ، يمثل الضوء رقمًا ثنائيًا 1 ويمثل الظلام 0 ثنائيًا.

 يُشار إلى الإخفاء بمعالجة منطقة الاهتمام (ROI).

 فيما يتعلق بالتحسين ، يتم استخدام التقنيع لعزل منطقة للمعالجة

(أ) الصورة الأصلية. (ب) وقناع الصورة. (ج) نتيجة العملية AND على الصورتين (أ) و (ب).

(د) الصورة الأصلية. (هـ) أو قناع الصورة. (و) نتيجة العملية أو على الصور (د) و (هـ).

3.7 طرح الصورة

 هي عملية طرح صورة واحدة من الأخرى.

 يتم تعريف استقطاع الصورة بواسطة

الإخراج (i، j) = | input1 (i، j) - input2 (i، j) | ؛

تُستخدم فائدة هذه التقنية لتحسين الاختلافات في هذه الصورة كما هو الحال في التصوير الشعاعي بوضع القناع.

يوضح الشكل 3.29 (أ) صورة بالأشعة السينية لأعلى رأس المريض قبل حقن وسيط اليود في مجرى الدم.

يوضح الشكل 3.29 (ب) الفرق بين القناع (الشكل 3.29 أ) والصورة الملتقطة بعد مضي بعض الوقت بعد إدخال الوسيط في مجرى الدم.

تم تحسين المسارات الشريانية اللامعة التي تحمل الوسط بشكل لا لبس فيه

صورة الادخال 1 على اليسار صورة الادخال 2 على اليمين 

المخرجات

الإخراج (i، j) = | input1 (i، j) - input2 (i، j) | ؛

لـ Pixel (0،0)

= | (63-0) |

= 63

لـ Pixel (0،1)

= | (143-10) |

= 133

3.7 إضافة الصورة

 هي عملية إضافة صورة واحدة مع الأخرى.

يتم تعريف إضافة الصورة من خلال:

الإخراج (i، j) = input1 (i، j) + input2 (i، j) ؛

3.8 متوسط الصورة

 إنها عملية حساب متوسط صورتين.

يتم تحديد معدل الصورة من خلال:

الإخراج (i، j) = (input1 (i، j) + input2 (i، j)) / 2 ؛

يمكن تقليل تأثير الضوضاء الغوسية على الصور الرقمية المتسلسلة عن طريق حساب متوسط الصورة.

ترجمة فيصل عسيري لصالح مدونة فاب

المرجع :

Digital Image Processing 4th Edition

by Rafael Gonzalez (Author), Richard Woods (Author)