HW2

平滑化(原圖)

平滑化後的圖

平滑化用於模糊化和減少雜訊。模糊化用於預處理的工作，例如：在抽取(大的)物體之前從影像中移除小的細節；把直線或曲線上的小間隙連接起來等。減少雜訊可以用一個線性濾波器使影像模糊來完成，也可以用非線性濾波來完成。
尚未平滑化的圖片看起來很清晰，但經過平滑化後變得比較模糊。我利用一個3*3平滑化濾波器來實作。這個原理是把中間值和周圍八個像素點的色彩值做平均。
E= (A + B + C + D + E + F + G + H + I) / 9

藉由上下左右，九個像素點都做一次，這樣就可以讓邊緣變銳利、有雜質的圖片變得平滑。
平滑化的程式碼：

銳利化(原圖)

銳利化後的圖

銳利化的主要目的是凸顯強度上的變遷。影像銳化的運用很多元，所包括的應用範圍從電子印刷和醫學成像到工業檢驗以及軍事系統的自動導引。其中我們可以合理的推斷銳化可以藉由空間域上的微分達成。
銳利化的處理使圖片的細部變得更明顯，正好與平滑化得到相反的結果。我利用一個3*3的銳利化濾波器來實作。將中間的色彩值乘以九，再減去周圍八個像素點的色彩值，減完後的值如果小於0則等於0；大於255就等於255。
E=E*9- (A + B + C + D + F + G + H + I)

銳利化的程式碼：

中值濾波器(原圖)

做完中值濾波器後

中值濾波器是非線性的空間濾波器，其響應建立在由濾波器所包圍之影像區域中所含像素的順序(排序)上，然後由排序結果決定的值來取代中心像素的值。它將一個像素的值用該像素鄰域中強度值的中值來取代(像素的原始值包含在中值的計算內)。
經由3*3中值濾波器的結果，可觀察到原本的圖片有許多一顆顆的雜質，在做完中值濾波器後，去除了絕大部分的雜質，也讓圖片變得更清楚。一般而言，對於胡椒鹽式雜訊的移除，中值濾波比平均濾波(平滑化)適合許多。處理過程是把中間值和周圍八個像素點的色彩值做排序，取中位數即為所求。為何要取中位數是因為排序完後，色彩值過分差異的值都被排到很前面或後面，所以取中位數時就不會選到，只會選到九個像素點中平均的那個值。其中因為要做排序，因此宣告一個陣列來存放色彩值，然後做排序，排序完後印出陣列[5]即是所要的結果。

我利用插入排序法來做排序：

中值濾波器的程式碼：

心得：從這次的作業中，分別學到了什麼是平滑化、銳利化及中值濾波器。原本不是很了解其中的觀念，但經過討論與思考後，完成了這次的作業，也有了更深入的了解與意外的收穫。