本文概述:
一、計算機視覺(以下簡稱CV)概述
二、圖像預處理
o 圖像顯示與存儲原理(略)
o 圖像增強的目標
o 圖像處理方法
o 點運算:基於直方圖的對比度增強
o 形態學處理(略)
o 空間域處理:卷積
o 卷積的應用(平滑、邊緣檢測、銳化等)
o 頻率域處理:傅里葉變換、小波變換(略)
o 應用案例:
平滑、邊緣檢測、CLAHE等
一、CV研究內容概述:


二、圖像預處理
o 圖像增強的目標

o 圖像處理方法

因為在CNN或者其他深度學習網絡中,都需要對圖片數據進行特征提取,才能進行學習。因此提取圖片的特征非常重要,下面對特征提取進行簡單介紹:
o 點運算:基於直方圖的對比度增強

解釋:
對圖片數據/特征分布的一種統計,個人理解有點聚類的思想,就好比一件只有紅色和藍色的T恤,通過直方圖的統計,最終可以得到T恤(這里只用顏色舉例)的顏色分布的直方圖。這就是提取其特征的一種方式。
這里的“灰度”:黑白圖像中點的顏色深度,0~255,黑色是0,白色是255。灰度數字圖像是每個像素只有一個采樣顏色的圖像。
每一個像素:有256個灰度等級(像素值在0~255之間),每個等級代表不同的亮度。

解釋:
bin取的越大(最大255),則提前的特征分布越分散,每個像素統計出來,只對應一個區間(假設取255),
bin取的越小,比如取10,則這10個區間里可能包含多個不同數值的像素點。
為什么要進行直方圖均衡化:
這是為了對圖片進行調整,所拍的圖,往往因為太亮或者太暗等因素造成了,局部的灰度集中化,因此需要一種手段,進行(非線性的)重新分配各個灰度單位中的像素點數量(具體方法,一般是最終使得一定灰度范圍內像素點數量的值大致相同)



AHE的問題是:經過均衡化的圖像往往不連續



o 空間域處理:卷積




o 卷積的應用(平滑、邊緣檢測、銳化等)




因為均值濾波有很大的缺陷,因此用的很少,下面介紹幾種常見的濾波器
中值濾波:有效去除椒鹽噪聲


高斯濾波(重點):高斯濾波名字的由來,我的理解是,它的濾波器(卷積核)數值分布是高斯分布,它的應用必須結合后面要講的高斯金字塔(捕捉不同尺寸的物體,尺寸縮小 + 高斯模糊)一起講。
這里簡單說明,高斯濾波其實是高斯模糊(blur),對於設定不同的標准差,高斯濾波將圖片變換成不同清晰度。
標准差越大,大部分數值與均值差異較大,數據分布越離散,所用的高斯濾波器(卷積核)分布越尖銳(想象高斯分布尖尖的突出的曲線),所得的圖片就會越模糊(但是所得的圖像依舊是平緩的,是大致可以看出是什么物體的)。標准差越小則相反,高斯濾波器分布越平緩,所得圖片不會那么模糊。




還有一些做邊緣檢測,團塊檢測,Laplacian 濾波銳化等濾波器,這里不做一一介紹,詳情參考PPT
直接進入重點:高斯金字塔


高斯金字塔:通過高斯平緩(模糊) + 降采樣(尺寸縮小), 達到捕捉不同尺寸物體的目的。但是如果還想回復原圖像怎么辦,這就需要拉普拉斯金字塔啦。
拉普拉斯金字塔:將小尺寸的圖像數據,進行上采樣,得到大尺寸的圖像。具體看下圖中的說明:


