Порядок выполнения работы

• Ознакомится с теоретической частью. Получить вариант задания;

• Получить зашумленные изображения;

• Рассчитать МО и СКО;

• Разработать алгоритмы обработки изображений, составить блок-схемы алгоритмов;

• Написать и отладить программы обработки изображений;

• Обработать изображения фильтрами различных типов с оценкой МО и СКО;

• Ответить на теоретические вопросы, сдать работу.

Варианты

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Н1	НЛ	НГ	ВН	ВЛ	ВГ	ЛН	ЛВ	ЛГ	ГН	ГВ	ГЛ

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
НВМ	НЛМ	НГМ	ВНМ	ВЛМ	ВГМ	МВН	МВЛ	МВГ	МНВ	МНЛ	МВЛ

В работе используется изображение, полученное на 1-м занятии.

Обозначения алгоритмов: Н – низкочастотный фильтр; В – высокочастотный фильтр; Л - оператор Лапласа; Г – курсовая градиентная маска; М – медианный фильтр.

Лабораторная работа №3 Локальные методы обработки изображений Выделение контуров маской 2х2

Полученные координаты границ изображения позволяют сформировать контурные изображения.

На бинарном изображении контуры могут обозначаться, например, пикселями единичной яркости на фоне с нулевой яркостью. Координаты точек контура соответствуют координатам найденных границ на исходном изображении.

Рассмотрим различные методы получения контуров, основанные на применении масок 2х2 .

Метод Робертса использует операцию двумерного (пространственного) дискретного дифференцирования с помощью квадратной апертуры размером 2х2. При этом вычисляется метрика:

G_r(i, j) = ,

где U =B(i, j) - B(i+1, j+1),

V = B(i, j+1) - B(i+1, j).

Координаты (i, j), при которых G_r(i, j)  0 (или G_r(i, j)  Go, где Go -задаваемый порог), являются координатами контурной линии.

Так как при реализации на ЭВМ, операции возведения в степень и взятие корня требуют выполнения относительно длительных операций, целесообразно пользоваться формулой

G_ra(i, j) =  U + V.

В дифференциальном (разностном) методе также используется маска 2х2:

X =[ B(i, j)+ B(i, j+1)] - [B(i+1, j) + B(i+1, j+1)],

Y = [B(i, j+1) + B(i+1, j+1)] - [B(i, j) + B(i+1, j)].

Р – алгоритм Робертса; Д – дифференциальный алгоритм; С – алгоритм Собела.

Выделение контуров маской 3х3

Контуры, получаемые с помощью маски 2х2, располагаются не симметрично, относительно объекта. Кроме того, в контурных линиях в рамках 8-ми связности появляются разрывы.

Поэтому в ряде случаев целесообразно использовать маски 3х3.

Для выделения контуров в методе Собела используется апертура размером 3х3 элемента. Вычисляемая метрика имеет вид

G_s(i, j) = ,

можно также использовать

G_sa(i, j) =  X + Y,

где

X = [B(i-1, j+1) + 2 B(i, j+1) + B(i+1, j+1)] - [B(i-1, j-1) + 2 B(i+1, j-1) +

B (i+1, j-1)],

Y = [B(i-1, j-1) + 2 B(i-1, j) + B(i-1, j+1)] - [B(i+1, j-1) + 2 B(i+1, j) +

B(i+1, j+1)].

Оператор Превитта отличается от оператора Собела тем, что соседние к центральному элементу пикселы (в смысле четырехсвязности) не выделяются множителем «2»:

X = [B(i-1, j+1) + B(i, j+1) + B(i+1, j+1)] - [B(i-1, j-1) + B(i+1, j-1) + B(i+1, j-1)],

Y = [B(i-1, j-1) + B(i-1, j) + B(i-1, j+1)] - [B(i+1, j-1) + B(i+1, j) + B(i+1, j+1)].

В операторе Кирша также используется маска 3х3. Формулы вычислений имеют вид

X = [5 B(i-1, j+1) +5 B(i, j-1) + 5 B(i+1, j-1)] –

3B(i-1, j +1) + 3B(i, j +1) + 3B(i+1, j +1) + 3B(i-1,j) + 3B(i+1,j)],

Y = [5 B(i-1, j-1) +5 B(i-1, j) + 5 B(i-1, j+1)] –

[3B(i+1, j -1) + 3B(i+1, j) + 3B(i+1, j +1) + 3B(i,j-1) + 3B(i,j+1)].