HW4：Spatial
Filtering
這次的作業是有關模糊化（blur)，
銳化(Sharpen)，胡椒鹽雜訊（Pepper-and-salt
Noise），
中值濾波器（Median
Filter）的實作。
這是程式的界面
有兩個Page,第一個Page為Image顯示原圖
第二個Page為Result顯示處理后的結果圖
程序有5個功能（如下圖所示）
1.box blur（快速均值模糊）
2.Gaussian Blur（高斯模糊）
3.Sharpen（銳化）
4.Sharpen Diagonal（對角戲銳化）
5.Median Filter（中值濾波器）
一：
第一個是box blur（快速均值模糊）
其做法是將影像中每個像素點的值更改為
其周圍九宮格內像素的平均值
這裡要注意的是邊界不能取到
for (j=1; j<iImageHeight-1; j++)
所以是從1到imageheight-1做scanline
做完box blur的結果（如下圖）
二：
第二個是Gaussian Blur（高斯模糊）
高斯模糊是一種圖像模糊濾波器，它用正態分布
計算圖像中每個像素的變換。
可以理解為加了權重的box blur
它更加注重臨近的點對中間那點的影響
做完box blur的結果（如下圖）
三：
第三個是Sharpen（銳化）
銳化用到了Laplacian（拉普拉斯）運算子
將銳化濾波器的公式簡化可得
g(x,y)=f(x,y)-∇^2 f(x,y)
=f(x,y)-[f(x+1,y)+f(x-1,y)+f(x,y+1)+f(x,y-1)-4f(x,y)]
=5f(x,y)-f(x+1,y)-f(x-1,y)-f(x,y+1)-f(x,y-1)
簡化后的銳化濾波器的遮罩（如下）
左邊為只對橫向和縱向做銳化
右邊還加入了對角線的銳化
在做銳化的時候要注意色彩值可能超過255或小於0的問題
沒有做攔截的話可能出現(如下圖)的錯誤
int f=(5*a[4]-a[1]-a[3]-a[5]-a[7])
if(f>255)f=255;
else if(f<0)f=0;
所以這段很重要！
正確結果(如下):
可以發現整個畫面變得更清晰了。
四：
第四個是Sharpen Diagonal（對角戲銳化）
這個與三的區別在對角戲也做了銳化
結果（如下）：
可以發現銳化效果相比于三更加明顯。
五：
第五個是Median Filter（中值濾波器）
中值濾波器常可用來消除脈衝雜訊
所以在用這個濾波器之前要先做
胡椒鹽雜訊（Pepper-and-salt Noise）這個動作
影像中的脈衝雜訊是以白點或黑點的形式出現，
所以胡椒鹽雜訊就是用亂數將影像的
某些像素點的色彩值改成黑白色
從而產生胡椒鹽的雜訊效果。
結果如下（這是6%的胡椒鹽）：
撒完鹽之後就需要用到中值濾波器來處理了。
中值濾波器是將九宮格內的色彩值，
取出來之後排序，
之後拿取中間值
（這裡引用 99360134 徐賢傑 學長的圖來做說明）
中值濾波器處理后的結果（如下）：
看起來會比之前影像模糊一點點
如果是10%的胡椒鹽就還會殘留一些雜訊
總結：這次的作業寫完后很有感覺，不僅模擬了photoshop的功能
還實作了影像的修復與處理。在撒完鹽后又用中值濾波器
將圖像復原的過程很有成就感。還有就是再老師指點完
將銳化的bug處理掉之後，得到了真正銳化的結果。
那個時候有興奮的感覺!
總而言之，這次的實作讓我對影像處理更加感興趣了！
