CS362影像處理概論

主題   Run-Length Based Image Compression  練習 附件中為三張利用將晶片高度以色彩視覺化後的圖片。請設計一個基於 Run-Length 的壓縮法方，對圖檔作無失真壓縮後儲存成新檔案。部落格上應敘述你的壓縮方法，提供壓縮檔之格式，並計算三張圖的平均壓縮率 (compression ratio) 。 實作方法 使用 cv2.imread 讀入圖片，圖片轉為灰階，把二維的圖片資料攤平成一維陣列，用 for 迴圈檢查當前 pixel 是否跟前一 pixel 相同，若相同則 count+1 ，若不相同則將先前的所有相同的 pixel 數量與值存入，重複直到每個 pixel 都檢查過。最後寫入檔案。   執行解果    開發環境 OS ： macOS Monterey 12.6.3 Editor ： Visual Studio Code Language ： Python 3.8.16 Package ： OpenCV 4.7.0  

  主題   膚色偵測  Skin Color Detection 利用你所學的顏色 (Color) 的知識與技術，撰寫一個程式來偵測一張輸入照片中的皮膚區域並將其標示出。 ( 請用附件中的三張照片做測試 ) 實作方法 使用 cv2.imread 讀入圖片，分別將圖片轉成 HSV 與 YCrCb 色域，設定兩者的數值上限與下限，根據上限與下限分別得到兩者的遮罩，將上述去得的遮罩合併，獲得更好的偵測膚色效果，最後結果顯示出。   執行解果    開發環境 OS ： macOS Monterey 12.6.3 Editor ： Visual Studio Code Language ： Python 3.8.16 Package ： OpenCV 4.7.0  

主題   影像還原練習 附件中的  image4  似乎受到某種頻域雜訊干擾，撰寫一個程式嘗試復原此圖像 ( 將圖中雜   訊去除 ) 。 實作方法 使用 cv2.imread 讀入灰階圖片，對圖片進行 cv2.medianBlur 將圖片中黑色橫線在不影響原始圖片的情況下減到最低，再來使用 cv2.bilateralFilter 在保持邊緣銳度的情況下將降噪，最後用 cv2.GaussianBlur 去除部分的雜訊，將原始圖片跟處理後圖片顯示出來。   執行解果 開發環境 OS ： macOS Monterey 12.6.3 Editor ： Visual Studio Code Language ： Python 3.8.16 Package ： OpenCV 4.7.0

主題   離散傅立葉轉換  DFT  練習 撰寫傅利葉轉換程式 (Forward Fourier Transform and Inverse Fourier Transform) 將一張圖像轉換至頻域後，將頻譜大小與相位角度各以灰階  256  色圖像方式呈現出，再呈現還原後圖像。 實作方法 使用 cv2.imread 讀入圖片，將圖片資料轉換成 np.complex128 ，圖片經過 np.fft.fft2 的二維快速傅立葉轉換後，再將結果 shift 至中間方便觀察，然後分別計算出頻譜跟相位角度，並將結果 normalize 至 0 到 255 以達到灰階 256 圖像 ，顯示上述兩個結果，最後將資料 inverse shift 回原始的樣子，再使用 inverse FFT 將結果還原，即可得到原始圖片並顯示。   執行解果     開發環境 OS ： macOS Monterey 12.6.3 Editor ： Visual Studio Code Language ： Python 3.8.16 Package ： OpenCV 4.7.0  

  主題   線條自畫像  ( 二值化與邊緣偵測  Image Thresholding and Edge Detection) 撰寫一個程式，以灰階模式讀取一張圖像 imread(path, IMREAD_GRAYSCALE) (a) 利用  Sobel Operators 偵測並輸出邊緣成分圖 (b) 設計一個類似素描線條的自畫像圖案。 ( 想想 ： 如何使用邊緣偵測所得到的點，結合成看似素描筆畫出的線條 ?) 實作方法 使用 cv2.Sobel 分別計算 X 軸與 Y 軸的梯度，經過多次的嘗試個人認為 scale 參數設成 0.5 較為理想，若數值太高雜訊則會太多，反之，數值太低呈現出的線條會太淡。再來，使用 cv2.convertScaleAbs 計算 X 軸與 Y 軸之梯度絕對值。最後，用 cv2.addWeighted 將兩者合併， alpha 與 beta 皆設定為 0.5 ，即可得到黑底白線的邊緣圖。因為，素描大多數都是白底黑線，所以，使用 cv2.bitwise_not 將黑白反轉，就會得到類似於素描的圖片。 執行解果 開發環境 OS ： macOS Monterey 12.6.3 Editor ： Visual Studio Code Language ： Python 3.8.16 Package ： OpenCV 4.7.0

主題   圖像旋轉   撰寫一個程式將一張圖像的 (a) 整張圖像， (b) 中心內切圓區域，旋轉一個角度 ( 逆時針旋轉 0 度至 359 度 ) ： 利用一個滑動條 (trackbar) 控制旋轉角度。 實作方法 兩個 trackbar 的改變會呼叫 rotate 或 rotate_CR 兩個 function 。 Rotate function 利用 getRotationMatrix2D 產生旋轉矩陣，需給予中心點與旋轉角度，即可產生，再使用 warpAffine 將旋轉矩陣套用至 輸入圖片 ，最後用 imshow 將圖案顯示至指定視窗。 Rotate_CR function ，首先，使用 np.zeros 生成與輸入圖像相同長寬的 0 矩陣，用於製作取得中心內切圓的 mask ，同理，用 np.ones 生成與輸入圖像相同長寬的 1 矩陣，用於製作取得中心內切圓除外的 mask ，兩者皆使用 and 裁切圖片，最後，利用與上述相同的 getRotationMatrix2D 產生旋轉矩陣，再使用 warpAffine 將旋轉矩陣套用至擷取下的中心內切圓，使用 or 將兩個圖片合併，最後用 imshow 將圖案顯示至指定視窗。 執行解果 開發環境 OS ： macOS Monterey 12.6.3 Editor ： Visual Studio Code Language ： Python 3.8.16 Package ： OpenCV 4.7.0