话不多说先上图,我们性感的lena再一次成为试验品,相信大家都知道,应该没有在图像处理方面比这张更经典的图了吧!
效果图:
MAYA工具的效果:
首先演示的是导入图片功能,我提供了右键视窗从文件选择窗口导入,也支持拖拽导入
我们将lena进行预览应用,并且调节数值,这是在高斯模糊的调节。我们可以切换输入通道比如只输入灰度图或者RGB通道全开。
这里演示的是高斯模糊,高反差保留和锐化效果。虽然视频加速了但是和ps里肉眼可见速度可以说是相差无几。
这里我们将lena移除列表,我们从文件夹中批量导入
这里我们用调好的效果对每个图片进行预览,也可以单独打开查看原图大小的窗口。
这个时候我们发现效果很不错,我们想保存修改后的lena,可以看到保存在了指定位置。
最后,我们想得到所有的修改后的图片,这才是我们使用这个工具的意义,如果不能批量导出我们的工具就很鸡肋了,可以看到我们导出所有的图片,并且正确显示。
然后我们来讨论一下原理,首先我们需要使用高反差保留函数对图片进行处理,在这里我将使用OpenCV,因为性能问题我决定使用C++编写。
但是在opencv中我并没有找到高反差保留的函数算法,应该没有,不过没有关系其实原理很简单,高反差保留 = 原图 - 高斯滤波图。
我们只需使用高斯滤波器对图像进行平滑,再使用原图减去平滑之后的图,就得到强化边缘值,用户可以通过调节高斯模糊的半径可以控制得到的边缘的强度。
总而言之我们需要使用高斯滤波。
其实在图像处理中利用高斯滤波一般情况下有两种实现方式:一种是用离散化窗口滑窗卷积,另一种是通过傅里叶变换。最常见的就是第一种滑窗实现,只有当离散化的窗口非常大,用滑窗计算量非常大的情况下会考虑基于傅里叶变换的方法。
一维高斯函数如下:
二维高斯函数如下:
简单来说,高斯函数具有五个重要的性质:旋转对称性,单值函数,傅立叶变换频谱是单瓣的,宽度(决定着平滑程度)是由参数σ表征的,可分离性。这些都是在网上搜索资料可以查到的。
我们只需要简单了解原理和特性就可以实现图像处理效果。
这是我在c++中用到的函数
void GaussianBlur(InputArray src, OutputArray dst, Size ksize, double sigmaX, double sigmaY=0, int borderType=BORDER_DEFAULT )
InputArray就是输入图像的路径 OutputArray就是输出图像的路径。
因为高斯滤波在图像处理中常用来对图像进行预处理操作,是相对耗时的操作,于是我利用python调用编译好的C++动态库加速运算。
我们用c++调用的数据转到python是需要定义一个PyObject类型的函数,在参数转化的时候我们要注意函数的数据类型,python和c++是不一样的,我们需要用到Py_BuildValue。
写完函数在进行调用调试时,出现了这样的error,我试了几次才发现原来内核大小只支持奇数,也就是说不能进行偶数操作。只能1,3,5....
功能写完了就要写界面,写界面的时间比写功能的时间长太多,遇到了不少坑,不过最后还是基本上都解决了。
界面我就不具体介绍了,相信大家写的肯定比我好,我就上一张图表示我写过。
具体的代码逻辑原理我日后会更新,目前就是一个效果展示和大概分析,欢迎大家指点!