DIGITALNA OBRADA SLIKE

1
DIGITALNA OBRADA SLIKE

• Softver za obradu slike
• Ognjen Joldžic, 21/04
• Zlatko Dejanovic, 16/04
• Daniel Kurtjak, 50/04

2
Zadaci

• kreirati softver za obradu slike (rad sa binarnim
  slikama)
• potrebne funkcije
• - isjecanje
• - brisanje
• - invertovanje
• - rotacija (za n90, slika u ogledalu)
• - detekcija iskošenja i ispravljanje
• - uklanjanje šuma
• proizvoljna tehnologija za implementaciju

3
Proširenja osnovnog zadatka

• rad sa slikama u boji i sivim slikama
• rad sa histogramima
• morfologija
• dodavanje šuma
• konverzija tipova slika
• undo opcija

4
Osnovni koncepti implementacije

• C (.NET 2.0)
• modularni pristup
• jednostavno unapredivanje

SlikaLib
Geometrijske operacije (Ognjen.dll)
Morfološke operacije (Zlatko.dll)
Detekcija zakrivljenja (SkewDetection.dll)
Filtriranje (Kurtjak.dll)
Osnovni interfejs
5
Podržani tipovi slika

• bmp
• jpeg
• png
• gif
• tiff
• moguca konverzija izmedu svih tipova

6
Osnovni interfejs
Glavni prozor
Prozori za slike
7
SlikaLib

• biblioteka sa osnovnim klasama
• distribucija u vidu .dll datoteke
• objekti u osnovnoj klasi (Slika)
• - objekat klase Bitmap (.NET)
• - width (int)
• - height (int)
• - ImgType (RGB, Gray, Binary)
• - ostale vrijednosti (buffer, maxValue,
  minValue...)

8
Osnovne operacije

• Crop (isijecanje)
• - zadržavanje selektovanog dijela slike

Slika rez new Slika(sirina, visina,
original.ImageType) for (int i ax, m
0 i lt ax sirina i, m) for
(int j ay, n 0 j lt ay visina j, n)
if (original.ImageType
imgType.rgb)
rez.setPixelRGBAt(m, n, original.getPixelRGBAt(i,
j)) else
rez.setPixelAt(m, n, original.getPixelAt(i, j))
return rez
9
Osnovne operacije

• Cut
• - funkcija suprotna crop
• - selektovani dio slike se odbacuje
• Negativ
• - kreiranje inverzne slike
• - zavisi od tipa (u boji, siva, binarna)

10
Osnovne operacije

• Rotacija za n90
• - n1
• - promjena dimenzija slike
• Slika u ogledalu (flip)
• - u odnosu na vertikalnu osu
• - u odnosu na horizontalnu osu
• - dimenzije slike su iste

11
Osnovne operacije

• Konverzija broja boja
• - RGB -gt Siva -gt Binarna
• - obrnuta konverzija nije moguca
• - neke funkcije moguce samo za odredeni tip
  slike
• - jednostavni algoritmi za konverziju

12
Matematicka morfologija

• Strukturni element
• - opis
• - podešavanje
• - struktura u memoriji
• - primjer osnovnog strukturnog elementa
• (-1,-1), (-1,0), (-1,1), (0,-1), (0,0), (0,1),
• (1,-1), (1,0), (1,1)

13
Matematicka morfologija

• Dilatacija
• - proširivanje slike
• - osnovne ideje realizacije
• - funkcije getFirst() i hasNext()
• - rubni pikseli
• - smještanje rezultata

14
Matematicka morfologija

• public static Slika dilatacija(Slika slika)
• if ((strElement ! null)
  (strElement.hasElement()))
• Slika copy slika.getImgCopy()
• Slika s new Slika(copy.Width,
  copy.Height, imgType.binary)
• for (int i 0 i lt s.Width i)
• for (int j 0 j lt s.Height
  j)
• s.setPixelAt(i, j, 1)
• for (int i 0 i lt copy.Width i)
• for (int j 0 j lt copy.Height
  j)
• if (copy.getPixelAt(i, j)
  0)
• element e
  strElement.getFirst()
• if (!(((e.x i) lt 0)
  ((e.x i) gt copy.Width)
• ((e.y j) lt 0) ((e.y
  j) gt copy.Height)))
• s.setPixelAt((e.x i),
  (e.y j), 0)
• while (strElement.hasNext())

15
Matematicka morfologija

• Erozija
• - eliminisanje rubnih piksela slike
• - osnovne ideje slicne kao kod dilatacije
• - uvodenje logicke promjenljive flag koja
  odreduje da li ce piksel biti iscrtan

16
Matematicka morfologija

• public static Slika erozija(Slika slika)
• if ((strElement ! null)
  (strElement.hasElement()))
• Slika copy slika.getImgCopy()
• Slika s new Slika(copy.Width,
  copy.Height, imgType.binary)
• for (int i 0 i lt s.Width i)
• for (int j 0 j lt s.Height
  j)
• s.setPixelAt(i, j, 1)
• for (int i 0 i lt copy.Width i)
• for (int j 0 j lt copy.Height
  j)
• if (copy.getPixelAt(i, j)
  0)
• bool flag true
• element e
  strElement.getFirst()
• if (!(((e.x i) lt 0)
  ((e.x i) gt copy.Width)
• ((e.y j) lt 0) ((e.y
  j) gt copy.Height)))
• if (copy.getPixelAt((e.x
  i), (e.y j)) 1)
• flag false

17
Matematicka morfologija

• Primjer (original, dilatacija, erozija)

18
Matematicka morfologija

• Otvaranje
• - erozija dilatacija istim str.el.
• public static Slika otvaranje(Slika s)
• return dilatacija(erozija(s))

19
Matematicka morfologija

• Zatvaranje
• - dilatacija erozija istim str.el.
• public static Slika zatvaranje(Slika s)
• return erozija(dilatacija(s))

20
Filtriranje

• Filteri
• - uniformni
• - Gausov
• - median
• - Laplasov
• Šumovi
• - salt pepper

21
Filtriranje

• osnovne ideje
• obracanje pažnje na rubne piksele funkcijom
  getImgBoundary()
• analogija sa Matlab-om u realizaciji funkcija
  imFilter() i fSpecial()
• podrazumijevani parametri

22
Filtriranje
Salt Paper
Average
Gauss
Median
Laplacian
23
Filtriranje

• public static Slika imFilter(Slika slika,
  float, kernel, int sirina, int visina, string
  ivicniTip)
• ...
• for (int i 0 i lt copy.Width i)
• for (int j 0 j lt copy.Height
  j)
• float, f
  getImgBoundary(copy, sirina, visina, i, j,
  ivicniTip)
• float sum 0
• for (int ii 0 ii lt sirina
  ii)
• for (int jj 0 jj lt
  visina jj)
• sum fii, jj
  kernelii, jj
• ...
• return slika
• public static float, getImgBoundary(Slika
  slika, int sirina, int visina, int red, int
  kolona, string ivicniTip)
• if (ivicniTip.Equals("zeros"))
• . . .

24
Filtriranje

• public static float, fSpecial(string type, int
  width, int height, float sigma, float alpha)
• float, f new floatwidth,
  height
• if (type.Equals("average"))
• . . .
• else if (type.Equals("laplacian"))
• . . .
• else if (type.Equals("gaussian"))
• . . .
• return f

25
Filtriranje

• Median filtar
• public static Slika medfilt2(Slika slika, int
  sirina, int visina, string boundaryType)
• slika.makeBuffer()
• Slika copy slika.getImgCopy()
• for (int i 0 i lt copy.Width i)
• for (int j 0 j lt copy.Height
  j)
• float, f
  getImgBoundary(copy, sirina, visina, i, j,
  boundaryType)
• for (int ii 0 ii lt sirina
  visina - 1 ii)
• for (int jj ii jj lt
  sirina visina jj)
• if (fii / sirina, ii
  sirina gt fjj /sirina, jj sirina)
• float tmp fii
  / sirina, ii sirina
• fii / sirina, ii
  sirina fjj / sirina, jj sirina
• fjj / sirina, jj
  sirina tmp
• slika.setPixelAt(i, j,
  fsirina / 2, visina / 2)

26
Filtriranje

• Salt pepper šum
• public static Slika imNoise(Slika s, string
  noiseType, float freq)
• if (noiseType.Equals("salt
  pepper"))
• int f (int)(freq 100)
• Random r new Random()
• for (int i 0 i lt s.Width i)
• for (int j 0 j lt s.Height
  j)
• int rdm r.Next(0, 100)
• if (rdm lt f / 2)
• s.setPixelAt(i, j,
  0)
• else if (rdm gt (100 - f
  / 2))
• s.setPixelAt(i, j,
  1)
• return s
• throw new Exception("Nije dobar
  parametar")