- •281 И.М.Журавель "Краткий курс теории обработки изображений"
- •Типы изображений
- •Бинарные изображения: геометрические характеристики
- •Бинарные изображения
- •Ориентация
- •Кодирование с переменной длиной
- •Сложные объекты
- •Локальные вычисления и итеративная модификация
- •Системы получения рентгенографических изображений
- •Получение изображений с помощью радиоизотопов
- •Ультразвуковая диагностика
- •Использование эффекта ядерного магнитного резонанса (ямр) для получения изображений
- •Пример обработки рентгеновских биомедицинских изображений с использованием системы matlab
- •1) Методы растяжения; 2) гистограммные методы; 3) ранговые методы; 4) разностные методы; 5) методы преобразования локальных контрастов.
- •Приложение. Программа, реализующая оценивания визуального качества изображений по одному из изложенных выше методов (формулы (2)-(6))
- •Обзор методов цифровой обработки изображений
- •Моделирование разностных методов в среде matlab
- •Обзор методов цифровой обработки изображений: Методы растяжения
- •Обзор методов цифровой обработки изображений: Методы гистограммных преобразований
- •Обзор методов цифровой обработки изображений: Метод преобразования локальных контрастов
- •Адаптивное повышение контрастности изображений
- •Использование функции протяженности гистограммы
- •Энтропия изображения
- •Использование среднеквадратического отклонения значений яркостей элементов окрестности в методах контрастирования изображений
- •Нелинейное растяжение локальных контрастов
- •Анализ некоторых характеристик локальных окрестностей
- •Статистическое определение локального контраста
- •Фильтрация изображений: Алгоритмы сглаживания изображений
- •Сглаживание для аддитивной модели
- •Сглаживание для модели импульсных помех
- •Увеличение детальности изображений
- •Обнаружение деталей и их границ
- •Применения ранговых алгоритмов
- •Фильтрация изображений: Обобщенная линейная фильтрация
- •Деконволюция
- •Предварительная обработка изображений
- •1. Бейтс р., Мак-Доннелл м. Восстановление и реконструкция изображений: Пер. С англ.- м.: Мир, 1989. - 336. 2. Bracewell r.N. The Fourier Transform and its Applications. - n.Y.: McGraw-Hill, 1978.
- •Расширение границ изображений. Сверхразрешение.
- •Реконструкция размытых изображений в matlab
- •Границы изображений: Края и их обнаружение
- •Дифференциальные операторы
- •Дискретные аппроксимации
- •Выделение и локализация края
- •Классификация по ближайшему соседу
- •Классификация по ближайшей центроиде
- •Автоматическое формирование кластера
- •Кодирование и сжатие изображений
- •Применение в сейсмологии
- •Применение в биологии Электрокардиография
- •Применение на транспорте Распознавание автомобилей
- •Распознавание самолетов
- •Imshow(he), title('h&e изображение');
- •Шаг 2: Вычисление выборки цветов в цветовом пространстве l*a*b* для каждой локальной области.
- •Imshow(sample_regions(:, :, 2)), title('Пример красной области');
- •Шаг 3: Классификация каждого пикселя с использованием принципа ближайшей окрестности.
- •Шаг 4: Отображение результатов классификации по ближайшей окрестности.
- •Шаг 5: Отображение значений 'a*' и 'b*' отмеченных цветов.
- •Шаг 4: Улучшение цветных изображений
- •Изображение 2: Применение линейных конформных преобразований.
- •Изображение 4: Применение проекционных преобразований.
- •Изображение 5: Применение полиномиальных преобразований.
- •Шаг 2: Исследование отображения изображений с помощью линий сетки, окружностей и т.П.
- •Шаг 3: Достижение специальных эффектов на результирующем изображении с помощь использования метода частичных масок.
- •Шаг 4: Повторение эффекта на разных изображениях
- •Шаг 1: Первичное преобразование изображений.
- •Шаг 4: Реализация методов с параметрами 'circular' и 'symmetric'.
- •Image Acquisition Toolbox, хранятся в виде mat-файла pendulum.Mat.
- •Гранулометрия
- •Параллельные лучи - реконструкция фантома головы на основании проекционных данных.
- •Веерные лучи - вычисление синтезированных проекций.
- •Xlabel('Веерный поворот угла (в градусах) ')
- •Веерные лучи - реконструкция фантома головы на основании проекционных данных.
- •Сегментация методом управляемого водораздела
- •Шаг 3: Маркировка объектов переднего плана.
- •Шаг 4: Вычисление маркеров фона.
- •Реконструкция изображений с использованием регуляризационного фильтра
- •Восстановление изображений с использованием метода Лаки-Ричардсона
- •Шаг 5: Обработка шумовой составляющей.
- •Шаг 8: Моделирование взвешенного массива (массив weight).
- •Шаг 9: Моделирование функции протяженности точки psf.
- •Некоторые подходы к улучшению визуального качества изображений с затемненными участками.
- •Шаг 3. Арифметические операции с изображениями.
- •Шаг 4. Растяжение динамического диапазона интенсивностей пикселей изображения.
- •Реализация некоторых методов видоизменения гистограмм в системе Matlab
- •Шаг 3: Экспоненциальное преобразование гистограммы.
- •Шаг 4: Преобразование гистограммы по закону Рэлея.
- •Шаг 5: Преобразование гистограммы по закону степени .
- •Шаг 6: Гиперболическое преобразование гистограммы.
- •Шаг 3: Использование медианного фильтра для устранения импульсного шума.
- •Шаг 4: Подавление шумовой составляющей с использованием операции сглаживания.
- •Шаг 5: Пороговый метод подавления шумов.
- •Шаг 6: Низкочастотная фильтрация с использованием шумоподавляющих масок.
Сглаживание для модели импульсных помех
Модель импульсных помех предполагает, что с некоторой вероятностью элемент сигнала заменяется случайной величиной. Сглаживание импульсного шума, очевидно, требует обнаружения искаженных элементов сигнала и последующего оценивания их значений по значениям неискаженных элементов. Вообще говоря, алгоритмы сглаживания импульсных помех должны быть двухпроходовыми с разметкой искаженных элементов на первом проходе и оценкой их сглаженных значений на втором проходе. Но для упрощения можно сделать алгоритм однопроходовым, совмещая операции обнаружения и оценивания в одном проходе.
Разметка элементов изображения на искаженные шумом и не искаженные (обнаружение выбросов шума) может быть выполнена на основании проверки гипотезы о принадлежности центрального элемента некоторой локальной окрестности той же выборке, что и заданное большинство остальных элементов окрестности, или выпадения ее из этой выборки. Это достаточно типичная задача математической статистики, для решения которой обычно рекомендуются алгоритмы, основанные на ранговых статистиках [3].
Наиболее
простым ранговым способом проверки
гипотезы о принадлежности центрального
элемента
заданной
локальной окрестности
к
выборке из большинства остальных
элементов окрестности является
голосование, т.е. проверка попадания
ранга
в
–окрестность
медианы, задаваемой в зависимости от
вероятности появления импульсных помех
на элемент изображения.
Если
,
то принимается решение об отсутствии помехи, в противном случае элемент (k, l) помечается как искаженный помехой. Такой способ обнаружения помехи предполагает, что импульсная помеха, как правило, принимает экстремальные значения. Отметим, что ранг как критерий проверки гипотезы о принадлежности элемента к данной выборке является частным случаем критерия Вилкоксона, проверяющего наличие сдвига между двумя выборками с одинаковым законом распределения.
Проверку гипотезы о наличии или отсутствии выброса помехи в центральном элементе S–окрестности можно производить также путем сравнения не по его рангу, а по его значению.
Порог
может
быть выбран сразу для всего изображения,
но его можно и адаптивно подстраивать
в зависимости от локального разброса
значений сигнала. В качестве оценки
локального разброса можно использовать,
например, квазиразмах по
–окрестности:
,
являющийся, как известно, устойчивой к распределению оценкой разброса значений в выборке.
После этапа обнаружения элементы изображения, отмеченные как выбросы импульсного шума, должны быть заменены их оценкой. В качестве оценки можно использовать значения, полученные тем или иным сглаживанием по окрестности этих элементов, причем из этой окрестности исключаются элементы, отмеченные при обнаружении выбросов шума.
Таким образом, алгоритм сглаживания импульсного шума может быть представлен в виде:
где SMTH(M) означает сглаживание по некоторой окрестности М, из которой исключены точки, подлежащие исправлению.
Характерными при сглаживании импульсных помех являются ошибки ложного обнаружения, которые приводят к нежелательному сглаживанию деталей изображения, и ошибки пропуска, из–за которых на изображении могут остаться несглаженные выбросы помех. Доля этих ошибок зависит от порогов: с увеличением порогов доля ложных обнаружений падает, а доля пропусков возрастает. Следует учитывать, что число ложных обнаружений и пропусков возрастает также из–за возможного наличия в S–окрестности не одного, а нескольких больших выбросов помех. Поэтому для повышения качества сглаживания импульсных помех его целесообразно проводить итеративно, начиная с больших значений порогов, и, по мере удаления больших выбросов помех, понижая пороги на каждой итерации.
