Лабораторная работа №2 «технологии обработки изображений в среде gimp»
v. 2017г.
Цель лабораторной работы №2 - изучение основных возможностей по выполнению алгоритмов обработки изображений в среде GIMP, которая является свободным программным продуктом и служит, в частности, для обработки растровых изображений в соответствии с наиболее известными классическими алгоритмами.
В случае, если ваш компьютер подключен к Интернет, Вы можете в любом месте работы с GIMP, нажав клавишу F1, получить справочную информацию о выполняемой операции.
Продолжительность лабораторной работы 2 академических часа.
Введение.
Программный продукт GIMP - это одна из наиболее распространенных и мощных программных сред для создания, редактирования и обработки растровых изображений. Одна из очевидных областей применения - это обработка изображений (ОИ).
Ниже приводится краткий обзор возможностей и функций GIMP[1] по выполнению алгоритмов ОИ.
Визуализация и хранение растровых изображений, представленных в различных графических форматах.
Алгоритм гамма-коррекции (изменение яркости-интенсивности, изменение контрастности).
Построение гистограмм с возможностью задания произвольной корректирующей функции (коррекция гистограмм).
Линейная фильтрация на основе алгоритма свертки в пространственной области, как с произвольной маской (ядром свертки), так и с предустановленными настройками ( фильтр ВЧ, фильтр НЧ, фильтр для выделения границ и т.д.).
Основные алгоритмы математической морфологии для бинарных и полутоновых изображений, которые позволяют извлекать полезную информацию, такую как границы, некоторые структуры и т.д. Перечислим эти фильтры: эрозия (erode), расширение (dilation), закрытие (close), открытие (open), градиент (gradient), лапласиан (laplacian), морфологическое размытие (smooth) и морфологическая резкость (sharpness).
Дополнения, позволяющие легко добавлять поддержку новых форматов и фильтров.
Процедурная база данных для вызова внутренних функций GIMP из внешних приложений, таких как «Script-Fu».
Продвинутые возможности по созданию сценариев ОИ, в частности, на основе использования плагинов..
Немного теории
Некоторые классические алгоритмы ОИ, которые можно отнести к большой группе, так называемых, «алгоритмов предобработки».
Негативное изображение
При диапазоне яркостей [ 0, J-1 ]:
F вых негатив = J – 1 – F вх
Гистограмма
H ( j ) = N ( j ) / Q,
где Q – общее число пикселов.
N ( j ) – число пикселов с интенсивностью=0
H ( j ) – оценка плотности вероятности p(j).
Алгоритм свертки
Исходное изображение:
Ядро свертки(фильтр):
Ф
ильтрованное
изображение:
Замечание! На границах обрабатываемого изображения необходимо использовать какое- либо доопределение алгоритма, иначе пограничные пикселы не будут обработаны или будут обработаны неверно.
Ядра свертки некоторых алгоритмов определения границ (вычисление оценок первых производных):
Примеры некоторых «именных» курсовых ядер свертки. Ядра следует «поворачивать» на 45 градусов для изменения предпочтительного направления определения границ.
Свойства некоторых типов фильтров для обработки изображений для ядра свертки 3х3:
Размытие (blurring)—коэфф.ядра > 0 сумма 1 (усреднение с весами).
Увеличение контраста—коэфф. < 0, центр ядра > 0, сумма 1.
Выделение перепадов — сумма коэфф. = 0.
Тиснение (embossing) - выделение перепадов + сдвиг.
Лабораторная работа выполняется фронтально, в соответствии с заданием, приведенным ниже. Для выполнения лабораторной работы подготовлены несколько тестовых изображений, которые должны быть доступны при ее выполнении. Для выполнения лабораторной работы можно использовать изображения из папки с именем: Образцы_для_лаб_ОИ
О месте расположения этих файлов можно узнать у преподавателя. Впрочем, исходные файлы можно подготовить или скачать из Интернета и самостоятельно.