图像工具

在本应用程序中，我们测试了图像处理算法的有效性，操作像素强度，并使用所示图像的卷积掩模构造边缘检测器。   输入图像   直方图操作   边缘检测

输入图像

为了测试图像处理算法的有效性，我们使用以下图像。要查看图像，请单击“查看图像”按钮。要使用其他图像，请单击“加载图像”按钮。 $\mathrm{<trans\; data-src="img">国际货币基金组织</trans>}<trans\; data-src="≔">≔</trans>\mathrm{<trans\; data-src="ToGrayscale">到灰度</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="Read">阅读</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="cat">猫</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="kernelopts">内核点</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="datadir">数据目录</trans>}\right)<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans>''/图像/ship.jpg''\right)\right)\right)<trans\; data-src="\&colon;">\&结肠；</trans>$$$ $\mathrm{<trans\; data-src="Embed">嵌入</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="img">国际货币基金组织</trans>}\right)$

直方图操作

通过对ImageTools包的增强，我们可以轻松地操作图像的像素强度。从已经加载的图像开始，我们可以绘制像素的直方图。 $\mathrm{<trans\; data-src="PlotHistogram">绘图柱状图</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="img">国际货币基金组织</trans>}\right)$   通过应用$\sqrt{}$函数对图像中的所有像素进行调整，调整图像的直方图。请注意，通过应用此操作符，像素强度不再适合0到1之间。因此，我们还必须使用FitIntensity命令重新缩放像素强度，以适应0到1之间的大小。 $\mathrm{<trans\; data-src="img1">图像1</trans>}<trans\; data-src=" "> </trans><trans\; data-src="≔">≔</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="FitIntensity">适合强度</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="map">地图</trans>}\left[\mathrm{<trans\; data-src="evalhf">评估</trans>}\right]\left(\mathrm{<trans\; data-src="sqrt">平方英尺</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="img">国际货币基金组织</trans>}\right)\right)<trans\; data-src="\&colon;">\&结肠；</trans>$$$ $$ 单击上面的按钮查看转换的效果。显示原始图像和变换后的图像。   我们可以绘制原始图像和修改图像的直方图。 $\mathrm{<trans\; data-src="plots">绘图</trans>}\left[\mathrm{<trans\; data-src="display">显示</trans>}\right]\left(\mathrm{<trans\; data-src="PlotHistogram">绘图柱状图</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="img">国际货币基金组织</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="80">80</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="color">颜色</trans>}<trans\; data-src="\&equals;">\&相等；</trans>\mathrm{<trans\; data-src="red">红色</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="legend">传奇</trans>}<trans\; data-src="\&equals;">\&相等；</trans>''原始图像''\right)<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="PlotHistogram">绘图柱状图</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="img1">图像1</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="80">80</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="color">颜色</trans>}<trans\; data-src="\&equals;">\&平等；</trans>\mathrm{<trans\; data-src="blue">蓝色</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="legend">传奇</trans>}<trans\; data-src="\&equals;">\&相等；</trans>''Sqrt运算符''\right)\right)$ $$   同样，我们可以应用指数运算符。为了增强指数操作符的效果，我们在应用操作符之前将像素强度乘以5。 $\mathrm{<trans\; data-src="img2">图像2</trans>}<trans\; data-src=" "> </trans><trans\; data-src="≔">≔</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="FitIntensity">适合强度</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="map">地图</trans>}\left[\mathrm{<trans\; data-src="evalhf">评估</trans>}\right]\left(\mathrm{<trans\; data-src="x">x个</trans>}<trans\; data-src="\to ">\to </trans>\mathrm{<trans\; data-src="exp">经验</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="2">2</trans>}<trans\; data-src=" "> </trans><trans\; data-src="\cdot ">\cdot </trans>\mathrm{<trans\; data-src="x">x个</trans>}\right)<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="img">国际货币基金组织</trans>}\right)\right)<trans\; data-src="\&colon;">\&结肠；</trans>$$$   单击上面的按钮以查看这两个变换的效果。显示了原始图像以及两个变换后的图像。   $\mathrm{<trans\; data-src="plots">绘图</trans>}\left[\mathrm{<trans\; data-src="display">显示</trans>}\right]\left(\mathrm{<trans\; data-src="PlotHistogram">绘图柱状图</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="img">国际货币基金组织</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="80">80</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="color">颜色</trans>}<trans\; data-src="\&equals;">\&相等；</trans>\mathrm{<trans\; data-src="red">红色</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="legend">传奇</trans>}<trans\; data-src="\&equals;">\&相等；</trans>''原始图像''\right)<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="PlotHistogram">绘图柱状图</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="img1">图像1</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="80">80</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="color">颜色</trans>}<trans\; data-src="\&equals;">\&相等；</trans>\mathrm{<trans\; data-src="blue">蓝色</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="legend">传奇</trans>}<trans\; data-src="\&equals;">\&相等；</trans>''Sqrt运算符''\right)<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="PlotHistogram">绘图柱状图</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="img2">图像2</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="80">80</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="color">颜色</trans>}<trans\; data-src="\&equals;">\&相等；</trans>\mathrm{<trans\; data-src="green">绿色</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans>\mathrm{<trans\; data-src="legend">传奇</trans>}<trans\; data-src="\&equals;">\&相等；</trans>''Exp运算符''\right)\right)$   我们想拍摄由指数算子修改过的图像，并调整直方图，以便所有强度级别的发生概率相等。首先，我们创建图像的累积直方图。 $$\begin{gathered} \mathrm{<trans\; data-src="v">v（v）</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="c">c（c）</trans>}<trans\; data-src=" "> </trans><trans\; data-src="≔">≔</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="Histogram">直方图</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="img">国际货币基金组织</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="100">100</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="normalized">归一化的</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="centers">中心</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="cumulative">累计</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans>\mathrm{<trans\; data-src="autorange">自动量程</trans>}\right)<trans\; data-src="\&colon;">\&结肠；</trans> \\ <trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="v1">第1版</trans>}<trans\; data-src=" "> </trans><trans\; data-src="≔">≔</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="convert">转换</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="v">v（v）</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="list">列表</trans>}\right)<trans\; data-src="\&colon;">\&结肠；</trans> \\ <trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="c1">c1级</trans>}<trans\; data-src=" "> </trans><trans\; data-src="≔">≔</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="convert">转换</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="c">c（c）</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans>\mathrm{<trans\; data-src="list">列表</trans>}\right)<trans\; data-src="\&colon;">\&结肠；</trans> \\ <trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="lst">第一次试验</trans>}<trans\; data-src="≔">≔</trans>\mathrm{<trans\; data-src="zip">拉链</trans>}\left(\left(\mathrm{<trans\; data-src="x">x个</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans>\mathrm{<trans\; data-src="y">年</trans>}\right)<trans\; data-src="\to ">\to </trans>\left[\mathrm{<trans\; data-src="x">x个</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans>\mathrm{<trans\; data-src="y">年</trans>}\right]<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="c1">c1级</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="v1">第1版</trans>}\right)<trans\; data-src="\&colon;">\&结肠；</trans> \\ <trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="plot">情节</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="lst">第一次试验</trans>}\right) \end{gathered}$$   现在我们想使用这个累积直方图作为映射强度级别的函数。我们使用CurveFitting命令的样条线版本从直方图点构建函数。 $\mathrm{<trans\; data-src="spl">标准普尔</trans>}<trans\; data-src="≔">≔</trans>\mathrm{<trans\; data-src="unapply">不适用</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="CurveFitting">曲线拟合</trans>}\left[\mathrm{<trans\; data-src="Spline">样条曲线</trans>}\right]\left(\mathrm{<trans\; data-src="lst">第一次试验</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="x">x个</trans>}\right)<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="x">x个</trans>}\right)<trans\; data-src="\&colon;">\&结肠；</trans>$$$   然后我们将该函数应用于图像，并绘制畸变图像和均衡图像的直方图。 $\mathrm{<trans\; data-src="img3">图像3</trans>}<trans\; data-src="≔">≔</trans>\mathrm{<trans\; data-src="map">地图</trans>}\left[\mathrm{<trans\; data-src="evalhf">评估</trans>}\right]\left(\mathrm{<trans\; data-src="spl">标准普尔</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="img">国际货币基金组织</trans>}\right)<trans\; data-src="\&colon;">\&结肠；</trans>$$$ $\mathrm{<trans\; data-src="plots">绘图</trans>}\left[\mathrm{<trans\; data-src="display">显示</trans>}\right]\left(\mathrm{<trans\; data-src="PlotHistogram">绘图柱状图</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="img">国际货币基金组织</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="color">颜色</trans>}<trans\; data-src="\&equals;">\&相等；</trans>\mathrm{<trans\; data-src="green">绿色</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="legend">传奇</trans>}<trans\; data-src="\&equals;">\&相等；</trans>''扭曲的图像''\right)<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="PlotHistogram">绘图柱状图</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="img3">图像3</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="color">颜色</trans>}<trans\; data-src="\&equals;">\&相等；</trans>\mathrm{<trans\; data-src="brown">棕色的</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="legend">传奇</trans>}<trans\; data-src="\&equals;">\&相等；</trans>''均衡图像''\right)\right)$   执行以下命令以查看更改后的图像。 $\mathrm{<trans\; data-src="View">查看</trans>}\left(\mathrm{<trans\; data-src="img">国际货币基金组织</trans>}<trans\; data-src="\&comma;">\&逗号；</trans><trans\; data-src=" "> </trans>\mathrm{<trans\; data-src="img3">图像3</trans>}\right)<trans\; data-src="\&semi;">\&半；</trans>$ 单击上面的按钮查看直方图均衡化的效果。

	边缘检测
	使用卷积掩模，我们构造了一个边缘检测器。首先，我们构造一个高斯掩模，用于平滑图像并减少噪声对边缘的影响。然后，使用几个边缘遮罩中的一个，提取水平和垂直边缘。合并这些边缘，并应用阈值操作从图像中提取边缘。 $$ 卷积掩码参数可以通过以下控制进行设置。 卷积掩模的曲面图   遮罩大小 差异(${\mathbf{<trans\; data-src="\&sigma;">\&西格玛；</trans>}}^{\mathbf{<trans\; data-src="2">2</trans>}}$)   选择操作员