03360652 閻美雅 期末回顧

影像處理

對於各次作業的心得感想，前幾篇都有，所以這篇就來講一下我自己的心路歷程吧！

        一開始會選修這門課真的就是老師您大力推薦的原因，學期初交了一個APP介紹的作業後就都只是上課去，然後好像似乎沒做什麼事，看老師表演完就下課，一直到期中考都是如此，老實說，當時真的對影像處理沒什麼感覺。

        經過老師長期的奮鬥，我們終於在期中考後開始可以自己寫寫影像處理的程式，雖然老師說可以用任何東西寫我們的作業，但我真的真的不知道怎麼開始，非常感謝老師在上課時間帶著我們一步一步做，也幫美雅起個頭，之後上課都多多少少寫些程式，寫著寫著，我不知道為什麼腦袋就漸漸有東西了，自己動手寫，跟聽老師說，真的感覺不一樣！隨著老師上課的進度，加上PPT的輔助，可以寫出老師交代我們做的事情，不管是功課或是額外的題目，真的是增加不少信心！

        期中後老師有安排一個3D攝影比賽，其實我超級喜歡的，因為那是我第一次自己拍出3D影像，雖然拍的沒有某些同學這麼厲害，但還是很開心。為了這次比賽，我們一小群人一起出去，順便拍照順便玩！明明我們去的是同一個地方，但因為取景與拍照技術差別，拍出來的成果真的大大不同！不論最後比賽排名如何，我也算是學到一點點拍3D照片的技巧了，包含拍照角度、移動距離、取景需有前/中/後景、最遠處紅藍需重疊、什麼角度拍就要什麼角度看…等等，收穫良多，有學到東西可比成績排名重要多了！

        期末考將近，也是繳交作業期限將近，我們除了上課時間寫一點，還在513待上了好幾天，才把這學期的程式作業用XE2做完，真的花超級多時間，我把所有的作業寫在同一個專案裡，看了一下…〝2004行〞程式碼，還不包含宣告那些！根本心血結晶，超級有成就感的！！雖然老師說不用交程式碼，但還是想提一下，超過兩千行的小作品就這樣誕生了！

        課程告一段落，過程寶貴無比，選了這門課真的讓我受益良多，我竟然可以寫出一個小小的P圖軟體，這都要歸功於老師一步步帶領著我們，謝謝老師！也要謝謝跟我一起完成作業的同學們！

03360652 閻美雅 HW06

色彩模型

一、圖片

〝玉山〞

〝梅花〞

        1. 灰階

          ※RGB相加取平均

〝玉山〞

          ※優化

〝玉山〞

        2. YUV模型

〝梅花〞

〝梅花〞

〝梅花〞

〝梅花〞

〝梅花〞

二、心得

          「灰階」

                  灰階直覺就是RGB色彩值取平均，跑出來也的確是灰階；但老師提到的另一算法，

          是要乘上一些係數的，跑出來的灰階結果好像真的比較好看，保留住原本的亮暗元素，

          讓灰階看起來看加真實。

          「YUV模型」

                  這個部份其實我一開始不是很會做，多虧老師利用上課時間教大家一步一步寫，

          一開始畫〝UV介面〞時，因為換算部分，有想一下下，然後好不容易畫出來了！

          但是，顏色怎麼跟旁邊同學的不太一樣！？於是我又回去看了一下程式碼，檢查公式，

          應該是沒錯的！最後發現是隔壁同學的 x 、 y 跟我的不一樣，原來我們都沒錯。

                  之後的影像，有了UV界面之後就容易多了，因為只要把原本故意的 Y 值，

          用轉成灰階影像後的色彩值帶進去就大功告成了！

                  UV界面會做了之後，其實其他界面、模型也能依樣畫葫蘆，但是老師上課說，

          我們作業只要做YUV模型就好，所以我就暫時休息了，最後附上美美的彩色梅花！

03360652 閻美雅 HW05

空間濾波

一、圖片

〝福隆沙雕〞

〝臺北101〞

〝銘傳大學桃園校區 校景〞

〝銘傳大學 校徽〞

〝龜山島〞

        1. 平滑化

            使影像模糊化，用來隱藏小細節

            ※無權重 -> 較模糊

〝福隆沙雕〞

            ※有權重 -> 較清晰

〝福隆沙雕〞

        2. 銳化

            用來強化影像小細節，並凸顯色彩強度的變化

            ※四方位

〝臺北101〞

            ※八方位

〝臺北101〞

        3. 浮水印

            ※預設位置

〝銘傳大學桃園校區 校景〞

            ※自己選擇位置

〝銘傳大學桃園校區 校景〞

        4. 撒胡椒鹽

            ※撒胡椒鹽

〝龜山島〞

            ※可以撒很多很多胡椒鹽 → 雜訊多

〝龜山島〞

        5. 去雜質

            ※中值濾波器
                參考周圍取中間值

〝龜山島〞

            ※最小值濾波器
                參考周圍取最小值

〝龜山島〞

            ※最大值濾波器
                參考周圍取最大值

〝龜山島〞

            ※雜訊過多，導致中值濾波器無法將其去乾淨

〝龜山島〞

二、心得

        「平滑化」

                這部分單純帶入兩個PPT的公式，公式其實很簡單，做過一遍就會記得起來；

        但是如果老師沒有給參考公式，要如何自己想到此方法，還真的不是那麼容易。

        主要是讓影像變模糊，使其小細節被忽略，但若模糊程度過大，反而會壞事，

        因為會使影像整個模糊不清，不過還是要看要運用在哪裡，C a s e  b y  c a s e！

        總之，拿捏平滑化的係數其實是很重要的！

        「銳化」

                銳化可凸顯色彩強度的變化，會使影像看起來更加清楚。依照銳化結果我覺得，

        說不定可以運用到需要找邊的問題，就算不一樣，應該也會有點類似吧！

        「浮水印」

                好用，可在影像標記出處，演算法也很簡單，只需把要重疊的點相加取平均即可！

        但也因如此，如果能拿到浮水印的原圖，就表示我們可以將式子反推回去，如此一來，

        就可以去掉別人上的浮水印了！因此，如果我以後要自己上浮水印，我一定記得，

        把式子改一下，弄個係數什麼的，讓其他人無法輕易就去掉我的浮水印！

        「撒胡椒鹽」

                如果是像我一樣亂撒，其實沒什麼難度，只要 r a n d o m 一下就好！有進階版，

        就是讓人選擇雜訊要佔幾%，並且讓這些雜訊接近平均的撒在影像上，這很難辦到！

        因為想知道需要幾個雜訊並不難，難事難再讓雜訊平均分布在影像上面的這件事。

        假設我現在要撒的雜訊只有10個，但是我的影像大小為 256 * 256 ( 甚至更大 )，

        那麼什麼時候該撒雜訊就很不好辦了，因為如果抓得不好，可能只跑到影像前三行，

        我的10個雜訊的 q u o t a 就已經用完了，那個雜訊就只分布在上面；相反的，

        如果我雜訊要撒90個，而影像大小為 10 * 10 ，那麼就可能發生整張影像都跑完了，

        還有剩下的雜訊 q u o t a 還沒有用。如此一來，撒胡椒鹽這回事，似乎真的不簡單！

        因此，我只寫了小小的幾行程式，讓使用者可以調整胡椒鹽相對的多寡，

        而無法指定胡椒鹽確切要佔幾 %。此外，我有讓胡椒鹽有兩種顏色( 黑 & 白 )，

        讓胡椒鹽看起來相對更雜亂一些。

        「去雜訊」

                我寫了中值濾波器、最小值濾波器和最大值濾波器三種方法去雜訊。

        其實這三個濾波器演算法大同小異，都是參考周圍的色彩值，差別只在於，

        要選擇哪一個而已。其中中值濾波器就挺大眾的，可以將大部分Case的雜訊去除；

        而最小值濾波器我覺得最適合用來去除偏白色的雜訊，最大值濾波器則剛好相反，

        可以用來去除偏黑色的雜訊。但依照老師PPT上的方法，也就是指參考周圍一圈，

        能力有限，當雜訊相對數量多時，就無法完全去除乾淨。

                此外，我也拿過真的撒了胡椒鹽的玉米濃湯影像丟給程式跑，結果發現，

        胡椒鹽根本就沒有去掉！後來我亂玩了一下，先把影像銳化一下，再執行中值濾波器，

        有去掉是有去掉，但是只去掉其中的一、兩個小黑點，還不是整個胡椒鹽！

        然後我開始思考原因，覺得原理應該跟雜訊太多去不乾淨一樣，因為中值濾波器，

        是參考周圍一圈的色彩值然後取中間值，那如果某個雜訊很不幸周圍一圈也都是雜訊，

        那取中間值依然還是雜訊啊！想來想去，讓我想到一個辦法，應該可以解決問題，

        如果…我參考的色彩值不只周圍的一圈，而是兩圈、三圈…到很多圈，

        那麼不就可以在雜訊是一大群的 C a s e 中，選到非雜訊的色彩值了！

        至於要參考幾圈，可以讓使用者自己調整，直到真的去掉雜訊為止。真是好辦法呢！

03360652 閻美雅 HW03

色階與曲線調整

一、圖片

〝臺北101〞

〝龜山島〞

〝日出〞

〝玉山〞

        1. 色階調整

            依不同的輸入上、下界與輸出上、下界，秀出調整後影像。

            

            ＊隨便試...

〝臺北101〞

〝臺北101〞

            ※變亮！

〝龜山島〞

〝日出〞

            ※變暗！

〝龜山島〞

〝日出〞

        2. 曲線調整

            依不同的曲線(限定通過點)，秀出曲線與調整後影像。

            ※曲線開口向下

〝玉山〞

            ※曲線開口向上

 〝玉山〞

二、心得

          「色階調整」

                 這部分比較沒問題，純帶公式。小小要注意的是，輸入值若超出輸入下界須歸 0 ，

          如果超出輸入上界則設為 2 5 5 。起初寫完程式之後，我就開始沒有系統的亂測，

          輸入上、下界和輸出上、下界一起亂調，調整後影像幾乎都變得灰灰的，不清楚；

          後來開始有規劃的測試，即一次只限制一個地方的上界或下界，結果有大發現！

          實驗結果為，「輸入上界 下調」或者「輸出下界 上調」，會變亮；

                                 「輸入下界 上調」或者「輸出上界 下調」，會變暗。

                 後來想想，這是可推論的結果，用白色( 2 5 5 , 2 5 5 , 2 5 5 )去想的話，

          當色彩值統一變大，自然會變亮；反之黑色( 0 , 0 , 0 )，色彩值變小，則變暗。

          起始灰灰的結果亦是如此，只要RGB三個值一樣就會是灰色，只是光暗程度不同，

          一開始同時調整輸入與輸出的上界和下界，若上下界之差距越小，

          色彩RGB自然會往同一區域集中，則RGB三者數值就會越相近，顏色也就變灰了。

          「曲線調整」

                 這部分一開始我就卡了一下，因為我對曲線怎麼畫的腦袋空空，經過老師指點，

          我決定一樣用 I m a g e 實現，我算出每個 x 對應的 y ，依 y 值先畫出我的曲線，

          我選了一個很笨但是很好想的辦法，就是塗顏色！雖然塗顏色的判斷式很簡單，

          但是我還是卡了一陣子，在畫出一堆不規則的圖案和各種 M e m o debug 之後，

          我終於想出我的判斷式了，一個點一個點塗滿後，曲線就出來囉！

                 最後調整後的影像其實就只是把每個點的色彩值帶進去公式裡的 x 算答案而已，

          最後算出來的答案一樣要檢查是否在0~255之內，若沒有，則自行調整一下即可！          

          調整後影像的實驗結果如上圖片區。

          

03360652 閻美雅 HW02

直方圖

一、圖片

〝櫻花〞

〝陽明山〞

〝龜山島〞

    1. 直方圖

        統計RGB在0~255的個數。

〝櫻花〞

〝陽明山〞

〝龜山島〞

    2. 累積直方圖

        將統計結果，以「iColorArray[k] = iColorArray[k]+iColorArray[k-1];」做累加。

〝櫻花〞

〝陽明山〞

〝龜山島〞

    3. 直方圖均化

        將累積密度函數值程上最大色階值( 2 5 5 )。

〝無圖〞

二、心得

        「將圖片做色彩統計，並畫出直方圖與累積直方圖。」

                這部分的程式還蠻直覺得，只是要注意 I m a g e 的左上角是( 0 , 0 )，

        所以畫線的時候，需要〝2 5 5 - 統 計 結 果〞才可以讓線由 I m a g e 底部往上畫。

                完成之後卻發現，我的 I m a g e 被整個上色了！？後來用 M e m o 印出統計結果，

        才終於找到問題所在，我的統計結果根本超出255超級多，線超出 I m a g e 沒顯示出來，

        導致直方圖失控，解決方法是用比例的觀念，換算出當前直方圖數值才是正確的位置！

        其換算公式為〝當前直方圖數值：255 = 當前統計結果：統計結果最大值〞。

        「直方圖均化，並秀出均化後的影像與直方圖。」

                寫程式當下，查了一下老師上課的PPT，.發現PPT只有一頁關於直方圖均化的說明，

        公式為「g ( x , y ) = c d f ( f ( x , y ) ) * 2 5 5 」，當下卡在累積值*255一定會超出範圍，
        對於其百思不得其解，故先跳過直方圖均化。
                程式全部寫完後，回過頭來想這個問題，最後決定參考以前修過課的人的作業，
        終於看到「陳奕穎 HW02」，裡面有寫到，「累 積 統 計 [ i ] / 累 積 統 計 [ 255 ] * 2 5 5」
        可將原來顏色分布平均分到0~255範圍。
        原來不是「累 積 統 計 [ i ]」* 255 ，而是「累 積 統 計 [ i ] / 累 積 統 計 [ 255 ] 」* 255 ！
        累積密度函數，累積密度函數，累積密度函數，機率與統計的這部分觀念沒搞清楚，
        結果在影像處理顯示出來，果真每個課程都很重要，且都是息息相關的呀！

03360652 閻美雅 HW01

美顏相機

【前言】

美顏相機是一款修圖APP，可讓智慧型手機化身為自拍神器！拍完照片即刻美顏，可選擇一鍵美顏，或只作些許微調，還可以長高高！有了它，隨手一拍都可以很好看！

【使用經驗分享】

操作過程：

這是一開始的起始畫面。

使用者可選擇「自拍」或「進階美顏」，其中自拍為馬上拍一張，而進階美顏則可以挑選現有照片進行修圖。另外，還提供了「視頻自拍」，可供使用者拍攝20秒以內影片，並附有靜音、特效、背景音樂等功能。

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

點選「自拍」。

使用者可選擇「特效」、「美顏」、「美妝」、「夢幻」等四種模式進行拍照。其中我比較喜歡的是美顏，因為它會幫你遮掉臉部小瑕疵，膚質瞬間 Level Up，讓你一秒變漂亮；而美妝會幫使用者自動上妝，我覺得比較適合大人使用，因為不管使用哪種風格的妝都不適合我，但是媽媽用起來卻非常好看！

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

點選「進階美顏」。

選擇好圖片後即可按「進入進階美顏」開始修圖。

這邊提供多種修圖功能，我是比較怕麻煩的人，所以都使用「一鍵美顏」。其附有許多風格，可依使用者喜好，選擇想要的樣式。

若有閒情逸致，下面有一整排的局部修圖功能任君挑選，還可以長高高！

任點選一個功能，進行局部調整。

假設已非常滿意現在的照片，

即可點選右上角「儲存與分享」。

看到這邊，表示你已完成並儲存你的進階美顏，還提供很多分享方式，可依自己需求做選擇，也可以不分享到任何平台，自己欣賞！

成果展示：

美顏前﹍

美顏後﹍

左、中為進階美顏；右為自拍，其中上為美顏，下為美妝。

P.S. 已經選擇最淡的美妝風格！

【使用後心得感想與回饋】

心得感想：

使用美顏相機APP，可以不用化妝就遮掉臉上的瑕疵，皮膚變白不說，痘痘什麼的通通不見了！讓自己看起來像是上了淡妝，藉以增加自己的自信，因此超級愛用！其實還挺好奇男生使用起來會是怎樣的情況。而它的視頻自拍也很好玩，加入特效及音效之後，華麗的視覺饗宴，讓影片看起來更為生動有趣！其他還有許多功能是上面經驗分享沒有的( 例如：增高功能，擁有讓你的腿看起來更為修長 之效果)，等著大家自己去玩一玩，誠心推薦！

回饋：

看似簡單的美顏相機APP，裡面卻含有大量的影像處理技術，例如：去瑕疵可能運用某複雜運算計算出該區塊適當之顏色並加以取代、模糊化某區塊使肌膚看起來更為光滑、運用臉部辨識技術為我們的臉部上妝‧‧‧等等，身為領域相關的我，不應該只是用用此APP，更應該深入了解其中之影像處理技術。若將來有能力，希望也能自己做出一個類似、或擁有更多功能的APP供大家使用！