資工四乙 00360771 張祺 HW3

作業三:Level and Curve

借由Level 與 Curve 進行相片色彩的調整

一開始，先將原圖輸入。

借由設定inputmin,inputmax,outputmin,outputmax將圖片做色彩調整

若輸入值小於inputmin則將它直接設為outputmin，

若輸入值大於outputmax則將它直接設為outputmax。

將計算之結果存至iLevelsTable[i]之中。

點下button之後，會依剛剛設定的值去對圖片做色彩的調整。

curve的部分

先將使用者輸入的點(X,Y)儲存。

iS = X;    

iT = 255 - Y;

在將其點，作curve的運算。

fCoeA = (float)( iT - iS ) / ( iS*iS - 255 * iS );

    fCoeB = (float)(1 - fCoeA * 255 ) ;

iCurveTable[i] = (int)(( fCoeA * i * i + fCoeB * i) + 0.5);

要注意所計算出的值，若超出範圍，就要將其設定在範圍內。

if (iCurveTable[i] > 255)

iCurveTable[i] = 255;

if (iCurveTable[i] < 0)

iCurveTable[i] = 0;




點在左上角的部份會使圖片變亮，點在右下角的部份則會使圖片變暗。

第三次作業心得:

借由此次作業，學到

1. 畫出level之圖形

2. 依level之數據更改原圖的色彩

3. 依使用者的點，畫出curve

4. 依curve之數據更改原圖的色彩


https://www.dropbox.com/s/pwsgpigdvnx0knk/Unit1.cpp?dl=0

資工四乙 00360771 張祺 HW2

作業二:levels and Curve Adjustment

將輸入的圖分別計算出其RGB的個數，且針對其個數畫出CDF與PDF。

先利用OpenPictureDialog的元件將圖片讀入，分別利用iImageWidth以及iImageHeight來記錄圖片的長度以及寬度。
if(OpenPictureDialog1->Execute())
    {
        Image1->Picture->LoadFromFile(OpenPictureDialog1->FileName);
        iImageWidth = Image1->Picture->Width;
        iImageHeight = Image1->Picture->Height;
    }





取出之後，再分別對RGB去統計其像素個數。需注意的是儲存像素的順序為BGR。

B =>[bPtrImageRow[3*i+0]]++;             

G =>[bPtrImageRow[3*i+1]]++;

R =>[bPtrImageRow[3*i+2]]++;


在利用畫筆，將其CDF與PDF畫出來。
Image2->Canvas->Pen->Color = clRed;
Image2->Canvas->LineTo(j,255-R[j]*255/R[255]);



第二次作業心得:

借由此次作業，主要學到

1. 圖片之讀取

2. 圖片中各個像素的儲存方式

3. 統計圖片中的RGB個數

4. 畫出其CDF

5. 畫出其PDF

https://www.dropbox.com/s/80hy8q2opgp1lez/Unit2.cpp?dl=0

99360303 吳泓霖 HW3

讀取好的原圖

Curve修改後的狀態

再經過Level修改後的圖片

紅框的按鈕能恢復到最原始狀態

這次作業其實卡了非常久

雖然上課時的公式推導完全沒有問題

但是在製圖方面卻想不出來

在到處翻找同學的作業參考的時候

看到了01361073同學的作業

在變數上面不管是階層還是曲線上都有多宣告幾個

以簡化後續運算時的式子

感覺非常不錯  所以許都方面都造著做了

至於製圖方面的程式碼    還在試圖理解中......

另外   由於階層和曲線都是事先用小畫家用出背景

用的是256x256   分別在最左與最下畫了X, Y軸

所以後面在製圖方面的程式碼都有小作修改

不然會整個歪掉   還會把原本弄得紅線給吃了

https://www.dropbox.com/s/3zf0mwlroukasjt/HW2.cpp?dl=0

01360494 林杰儒 作業3

01360494 林杰儒 作業3

一開始將畫面讀入

右下角與圖片的Image利用PageControl存Level,Curve的調整介面 以及 原圖,修改後的圖片

利用Level的輸入上下界及輸出上下界調整色彩值

將輸入輸出的上下界四個Edit值帶入程式中,再與原本圖片的色彩質做比較

如果輸入上界比原色彩值低,就將輸出上界取代原色彩值

如果輸入下界比原色彩值高,就將輸出上界取代原色彩值

如果在範圍之中,就帶入公式

iOutput = iOutputMin + (iInput - iInputMin) * ((iOutputMax - iOutputMin)/

(iInputMax - iInputMin));

                        

再將修改完的色彩值輸出就可以了

利用Curve來調整色彩

將曲線往上拉達到變亮效果

 將曲線往下拉達到變暗效果

對於Curve來說,只要將曲線畫出來,在將曲線上每一點的值取代原圖就可以了

但由於是一個拋物線,所以必須用到公式

y = f(x) = [(T-S)/(S^2-255S)]x^2 + (1 - 255(T-S)/(S^2-255S))x

在一開始我用Int來存計算完的數值,但會失敗,曲線畫出來不會變,後來我才發現

必須要用float來存,才會成功

在計算時,因為曲線起始點的位子不一樣,所以必須要調整

必須將Y-255

雖然概念不難,可是要將其轉為程式還是會有點卡,但經過這次的練習

我對於色彩值有了更深一層的理解

程式碼:

https://www.dropbox.com/s/a9ekfpezc20o9yc/Unit1.cpp?dl=0

99363031 HW3

這次作業用MDI來寫，也將上次作業也整合進來，並增加一些功能。
MDI是Multiple document interface，就是在視窗內還有視窗，外層的視窗為父視窗，其餘為子視窗。其中，除了父視窗外，我新增了５個視窗，分別有顯示color histogram、level編輯、curves編輯、顯示圖片以及debug用的視窗。下圖是將上次作業整合進來後的畫面。

Color histogram

接下來是這次作業level及curves。
元件裡雖然有TrackBar可以用，但Input及Output皆有2個值max及min，而TrackBar只能有1個slider，為了解決這問題，我改用2個button充當slider，如下圖。

Level-01

Level-02

在color histogram下方有1條黑線及2個button，黑線是Canvas所畫的，button是藉由MouseDown及MouseMove配合去更改button位置，四個button分別對到4個edit，而每個edit都有updown可進行微調，另外每個button跟edit都是動態調整，即改變button位置則相對應的edit值也會自動改變，或是更改edit值，button也會改變。下圖為程式碼片段

藉由MouseDown取得原始座標，MouseMove取得新座標，將兩個座標相減即為button該移動的距離，因為只有X軸需要更動，所以Y軸Mark掉了。至於程式碼中的常數27及282是button距離TabControl的Left的值。在VCL設計中，每個元間都會有父子或兄弟關係，而我的button與TabControl之間是屬於父子關係，而子元件位置是根據父親改變的，所以button的Top跟Left屬性是根據TabControl在變動的。

另外圖片也會隨著Level動態改變

雖然只看圖看不出來，實際上是藉由Timer來執行，計算值的參考為Input Output的max即min四個edit內的值，Timer每100ms會抓取四個參數並計算出新的色階表，再套用置圖片上，至於計算公式為高中數學直線方程的兩點式。


另外，level的調整中，如果input的範圍小於output的範圍會造成部分色彩值不存在

上面３張分別是調整前、調整中及調整後，在調整中，我將input範圍縮小，output不動，修改後的histogram可以看到很多空白夾在histogram裡，以第2張為例，input是32到229，output是0到255，計算出來的公式是

output = 1.294*input - 41.421

一些數字代入後

input       output

40        10.339

41        11.633

42        12.927

43        14.221

44        15.515

可以發現output中"13"的色彩沒有被對應到。

接下來是curves，要畫曲線，還有座標表示與螢幕座標不同...有很多問題需要考慮，比Level麻煩許多。兩點構成一個直線，所以在基礎上必須先預設兩個點(0,0)和(255,255)，理論上這２個點可以自由移動，但會增加一些困擾，所以我將他們預設為無法更動。然後三點構成一個二次曲線，以函數表示

y = f(x) = ax²+bx+c

從其中可以看出x及y皆為已知，也就是在這函數裡要求的是係數，2個點可以構成直線，3個點構成2次曲線...以此類推n個點構成n-1次曲線。而1個點帶入會有1個式子，n個點會有n個式子，所以當有n個點時會有以下函數

a₀ + a₁x₀ + a₂x₀² + ．．． + a_n-2x₀^n-2 + a_n-1x₀^n-1 = y₀
a₀ + a₁x₁ + a₂x₁² + ．．． + a_n-2x₁^n-2 + a_n-1x₁^n-1 = y₁
a₀ + a₁x₂ + a₂x₂² + ．．． + a_n-2x₀^n-2 + a_n-1x₂^n-1 = y₂
．
．
．
a₀ + a₁x_n-2 + a₂x_n-2² + ．．． + a_n-2x_n-2^n-2 + a_n-1x_n-2^n-1 = y_n-2
a₀ + a₁x_n-1 + a₂x_n-1² + ．．． + a_n-2x_n-1^n-2 + a_n-1x_n-1^n-1 = y_n-1

由於x和y皆為已知，所以上述式子可以看成ｎ元一次方程式求解只要求出a₀到a_n-1，使用二維陣列並將ｘ與ｙ存入，再以線性代數的高斯消去法即可算出所有係數。

上圖為使用結果，在圖上點擊左鍵會新增point，每個point皆可拖動，但拖出範圍外會自動delete該point，如果拖動的point座標使計算出的結果為無解，也會自動delete該point，方法一樣是使用Timer，每間隔200ms自動重畫，上面的point並非使用canvas畫的，而是新增自訂元件，並將大小設為11x11，在將黑色圖片塞入後的結果，雖然說是自訂元件，但實際上不過就是繼承TImage的類別，由於TImage並不會存放座標，所以這自訂元件只是TImage加上座標值而已，最後同樣的圖片會隨著Curves改變而改變

最後增加了一些東西，開啟jpg檔、上一步(undo)、下一步(redo)跟存檔(save)，開jpg檔只是include <jpeg.hpp>，用TJPEGImage開啟再assign給TBitmap而已。而上一步跟下一步是用堆疊來達成功能，上面的Level跟Curves都有Apply跟Cancel按鈕，在編輯調整前先將原始圖片複製，之後調整後若cancel則把原本複製的圖貼回即可，若是apply則把原始圖片丟入堆疊中即可。

上面２張是由剛剛curves的apply結果，在視窗左上方會有箭頭圖示可按，按"上一步"時必須自動將目前圖片丟入"下一步"堆疊裡，所以"上一步"後可以看見"下一步"的按鈕。
最後存檔就是使用TSavedialog完成。

這次作業是level 跟 Curves 

Level

Curves

資工三乙 01360930 陳宣宇 HW02

作業02是利用C++ Builder這個程式
將元圖的BGR值做取出的動作

然後再製作出 CDF及PDF的直方圖

原圖

PDF

CDF

程式碼 : https://www.dropbox.com/s/7hfeeq9p5g0cmhq/01360930.cpp?dl=0

心得

第一次做影像處理取三色值的工作，覺得非常新鮮

跟著投影片及老師的講解慢慢深入了解影像處理的世界

雖然製作過程中遇到了許多困難

但再跟同學一起討論程式碼和看見成品之後事件令人愉悅的事情

希望能在下一次操作中更能得心應手!!

資工三乙 01360476 石皓宇,HW2

這次作業要我們畫出匯入圖片的PDF,CDF直方圖,首先要先匯入一張.BMP的圖片,再透過控制BGR來呈現出圖片的PDF,CDF直方圖,由於這次作業算是我第一次接觸C++Builder,所以花了一些時間在熟悉它,程式碼的部分,我有參考老師投影片範例,還有多位同學大大的作品,也問了幾位在班上較具權威的同學!包括幾個比較奇怪的問題,如圖片像素大小也會影響繪圖結果,全域變數放置位置......其餘程式碼上的問題,好心的大大們都有註解出來啦!也是比較好吸收的,最後很開心自己做出成品!非常成就~



PDF,CDF直方圖(作業成果)：

程式碼：

https://www.dropbox.com/s/65sn7tvrqhzjfjn/Unit1.cpp?dl=0

資工三乙 01360602 朱祐震 HW03

原始碼

調整色階&調整曲線

原始圖

色階調整頁面

調整曲線頁面

輸出結果

這一次新加的主要元件有

輸入用的Edit

色階調整用的TrackBar

另外就是可以直接在曲線圖上直接點的image的OnMouseDown

調整色階部分

以下為主要程式碼

if(bPtrImageRow[3*i+k]>iInputMax)

     bPtrNewImageRow[3*i+k] = iOutputMax;

else if(bPtrImageRow[3*i+k]<iInputMin)

     bPtrNewImageRow[3*i+k] = iOutputMin;

else

     bPtrNewImageRow[3*i+k] = iOutputMin + (bPtrImageRow[3*i+k]-iInputMin)*((iOutputMax-iOutputMin)/(iInputMax-iInputMin));

將比大於iInputMax變為 iOutputMax

將比小於iInputMin變為iOutputMin

然後介於iInputMax與iInputMin中間的值則是帶入公式中取得

當時應該要先把圖畫出來

然後使用查表法

在大張圖上應該會比較快

調整曲線部分

以下為主要程式

iA = (iT - iS)/((iS*iS) - 255*iS);

iB = 1-255*iA;

for(i=0;i<256;i++)

     {

     iCurveTable[i]= iA*i*i + iB*i;

     if(iCurveTable[i]>255)

          iCurveTable[i]=255;

     if(iCurveTable[i]<0)

          iCurveTable[i]=0;

     }

我開了一個iCurveTable的陣列主要是用來建表用的

在處理時方便程式可以直接查詢每個顏色所要改變的相對應顏色

bPtrNewImageRow[3*i+k] = iCurveTable[bPtrImageRow[3*i+k]];

這條主要是用來讓程式來查詢對應顏色來調整圖片

這次的作業最難的部分

第一個就是將公式算出

如果叫我憑空想的話大概會花上不少時間

不否認公式還沒出來時

想了半天都想不出來要怎寫

第二就是將曲線畫出來 

基本上這次做得調整色階&調整曲線

如果都是建表畫出的話

你大概就完成90%了

剩下就是對應顏色將其修改即可

程式的簡單步驟

匯入圖&各個參數->建表->將表畫出->將圖中的資訊照表對應處理->匯出處理後的圖

在製作過程中請各位別把0跟255的值搞反唷

小弟當時製作時將他搞反

以至於測試時各種負片效果阿~~~~~

另一個就是電腦的y軸與我們使用的是相反的

也是要注意的一點

中間過程中

與其他人討論

找google元件的使用方式

各種耍阿呆

慢慢地龜出東西來

最後做出來

還蠻高興地*ˊˇˋ*

這次最主要的

不只是調整色階&調整曲線

還有一個就是查表法

不僅可以讓程式跑外

在思考上也比較好理解

對於我來說是一個頗好的東西

01361073 游宇程 HW03

這次作業是加入LEVEL 和 CURVE

利用 Edit 元件輸入數值後來改變左圖的樣式

更改後樣式如下圖

Edit 元件部分程式碼如下:

iInputMin = StrToIntDef(Edit1->Text,0);

for (i=0;i<256;i++)

{

if ( i <= iInputMin)

iLevelsTable[i] = iOutputMin;

else if ( i >= iInputMax )

iLevelsTable[i] = iOutputMax;

else

{

iInputInterval = iInputMax - iInputMin;

iOutputInterval = iOutputMax - iOutputMin;

iLevelsTable[i] =  iOutputMin + (int)((float) iOutputInterval * (i - iInputMin) / iInputInterval + 0.5) ;

}

而 Curve 是用到 MouseDown 個事件

將屬標點到 Image 上面任一點
在按下 APPLY button 就會改變圖片的樣式

製作 Curve 的 Image 大小要256*256

MouseDown 部分程式碼如下:

iS = X;

iT = 255 - Y;

fCoeA = (float)( iT - iS ) / ( iS*iS - 255 * iS );

fCoeB = (float)(1 - fCoeA * 255 ) ;

這次的作業蠻有趣的
尤其是在做 Curve，能夠在任一點按下後調整曲線

真的蠻新鮮的! 

https://www.dropbox.com/s/bpeo4hh3u2pvxr7/HW03%E7%A8%8B%E5%BC%8F%E7%A2%BC.txt?dl=0