Filtry Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 20042005 Plan

Filtry Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2004/2005

Plan wykładu Przegląd dostępnych filtrów Zastosowanie filtrów na różnych etapach pracy systemu Dalsze badania Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Podział filtrów Operacje na pojedynczym pikselu Operacje na grupie pikseli Operacje na histogramie obrazu Obrót / skalowanie obrazu Techniki złożone Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Filtry punktowe Funkcja liniowa Funkcja potęgowa Funkcja logarytmiczna Zastosowanie n n Polepszenie kontrastu Polepszenie ostrości obrazu Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Funkcja liniowa Skalowanie n Umożliwia skalowanie zakresu dynamicznego w wybranych przedziałach Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Funkcja potęgowa Korekcja Gamma n Obraz po przekształceniu nie traci naturalnego wyglądu Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Funkcja logarytmiczna Kompresja poziomów szarości n n Naturalny wygląd obrazu Zmniejszenie informacji w obrazie Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Filtry punktowe - przykłady Obraz Skalowanie Logarytm Gamma Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Filtry punktowe - przykłady Obraz Skalowanie Logarytm Gamma Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Filtry punktowe - przykłady Obraz Skalowanie Logarytm Gamma Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Filtry punktowe Zalety: Umożliwiają polepszenie kontrastu obrazu Zwiększają ostrość Wady: Przejaskrawienie obrazu Trudny dobór optymalnych parametrów Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Filtry przestrzenne Filtry dolnoprzepustowe n n n Uśredniający Gauss Mediana Filtry górnoprzepustowe n n n Roberts Prewitt Sobel n Laplacian Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Filtry dolnoprzepustowe Usuwanie drobnych szumów Wygładzanie obrazu Rozmazywanie konturów Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Filtr uśredniający Filtr liniowy Łagodne wygładzenie obrazu Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Filtr Gaussa Filtr wykorzystujący funkcje potęgową Mocniejsze wygładzenie przy krótszym czasie działania Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Filtr Medianowy Filtr nieliniowy Dobrze usuwa szumy z obrazów jednocześnie eliminując ważnych informacji Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Filtry dolnoprzepustowe Obraz Uśredniający Gauss Mediana Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Filtry górnoprzepustowe Poprawa ostrości obrazu Wykrywanie konturów W przypadku zaszumionych obrazów niedoskonałości zostaną wyolbrzymione. Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Filtr Roberts’a Metoda gradientowa Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Filtr Prewitt’a Metoda gradientowa Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Filtr Sobel’a Metoda gradientowa Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Filtr Laplacian Metoda wykorzystująca właściwości drugiej pochodnej Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Filtry górnoprzepustowe Obraz Roberts Prewitt Sobel Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Operacje na histogramie Rozciąganie Dopasowanie Wyrównanie Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Rozciąganie histogramu Zwiększenie zakresu dynamicznego obrazu, które poprawia kontrast oraz ostrość Nie działa dla obrazów o charakterystycznym histogramie Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Wyrównanie histogramu Dąży do równomiernego rozproszenia poziomów szarości w obrazie wyjściowym Polepszenie kontrastu Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Wyrównanie histogramu Algorytm: Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Dopasowanie histogramu Dąży do takiego przemieszczenia poziomów szarości, aby histogram obrazu wejściowego był jak najbardziej zbliżony do zadanego histogramu. Ujednolicenie jasności obrazów Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Dopasowanie histogramu Algorytm: n Stworzenie histogramu obrazu wejściowego h. In i wyjściowego h. Out Normalizacja histogramów n Obliczenie funkcji przyrostu n Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Dopasowanie histogramu Algorytm: Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Histogram - przykłady Obraz Rozciąganie Wyrównanie Dopasowanie Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Histogram Minimalizacja różnic między obrazami z różnych źródeł Poprawa ostrości i kontrastu Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Obrót / skalowanie obrazu Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Filtry złożone - techniki Kuwahara Canny Unsharp Masking Log. About Gamma. About Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Filtr Kuwahra Filtr nieliniowy Dobre wygładzanie obrazu Brak zacierania krawędzi Algorytm: n Dla każdego regionu: n Wynik: Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Filtr Canny Optymalizacja wykrywania krawędzi Algorytm: n n n Filtr Gaussa Filtr Sobel Znalezienie kierunku krawędzi jako Określenie kierunku Śledzenie pikseli w kierunku krawędzi i usuwanie zbędnych pikseli Progowanie Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Unsharp Masking Wyostrzanie obrazu Eliminacja drobnych szumów Algorytm: n n I(x, y) = Gauss(Iin(x, y)) Ihp(x, y) = Iin(x, y) – I(x, y) Ihp(x, y) = 0 dla Ihp(x, y) < próg Iout(x, y) = Iin(x, y) + a*Ihp(x, y) Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Metoda Log. About Polepszenie wykrywania krawędzi Filtr górnoprzepustowy Filtr logarytmiczny Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Metoda Hist. About Polepszanie wykrywania krawędzi Rozciąganie histogramu Gauss Log. About Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Metoda Gamma. About Polepszenie wykrywania krawędzi Gamma Gauss Log. About Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Gdzie stosować filtry? Obraz wejściowy Detekcja Normalizacja Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Obraz wejściowy Problemy: n Zakłócenia obrazu Rozwiązanie: n n Filtr Gaussa Filtr Medianowy Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Obraz wejściowy/Detekcja Problem: n Ciemny obraz Rozwiązanie: n n n Rozciąganie histogramu Korekcja Gamma. About Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Detekcja Problem: n Wykrywanie krawędzi Rozwiązanie: n n Filtr Roberts Filtr Prewitt Filtr Sobel Metoda Canny’ego Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Normalizacja kształtu Problem: n Brak unifikacji rozmiarów Rozwiązanie: n Skalowanie Problem n Obrócona twarz Rozwiązanie: n Obrót Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Normalizacja oświetlenia Problem: n Nierównomierne oświetlenie twarzy Rozwiązanie: n Operacje na histogramie Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Zastosowanie filtrów Poprawa jakości pobranego obrazu Polepszenie wydajności metod detekcji obiektów Normalizacja obrazu Normalizacja oświetlenia Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Co dalej ? ? Normalizacja oświetlenia nadal pozostaje polem do dalszych badań Rozjaśnianie obrazów ciemnych Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006

Dziękuję Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne 2005/2006