Homework Show @ IPC: 06838083 陳書勤

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2019年1月14日星期一

06838083 陳書勤 HW1

影像編輯軟體使用心得(Analog Efex Pro 2)

1. 下載Google Nik相片編輯包安裝後有好幾套照片編輯軟體很好用哦。(但是最近要再搜尋下載好像連結已經撤掉了，幸好之前的安裝檔還留著。)

2. 開啟軟體程式後接著打開要編輯的照片。

3. 載入要編輯的照片後第一次使用的話會跑出一些引導，但如果用得很熟的話就不需要看了。

4. 我最常使用的是他的經典相機模式裡的功能，因為比較常把旅遊的風景照調色調得比較鮮艷跟明亮。經典相機裡本身已經有預設的一些範例，選取後還是可以再做微調。(示範如下)

5. 這是他的經典相機4模式，右邊則是可以針對基本調整、髒污和刮痕、鏡頭暈影、膠片種類四種效果做微調。

6. 取消基本調整的亮度、飽和度之調整。

7. 這是刮痕的效果。

8. 這是暈影的效果。

9. 這是膠片色調的選擇，暖色、冷色、細緻、黑白中性…等。

10. 若你覺得現階段所調整的效果不錯還可以將此設定加入自定義選項，之後的照片直接套用即可。(但最好是光源、色調不要差太多)

11. 這款照片編輯軟體我覺得最棒的是他還有其他相機模式供你選擇，另外也可以直接選擇工具模式做針對性的效果調整哦。

12. 看看這款編輯包你的照片編輯軟體，真的不錯吧，調整好之後記得另存照片哦。對了!如果要大量的批次調整直接將照片全選拖曳，然後選擇好模式後按下右下角的保存就可以批次調整囉!不過記得這樣的存檔方式會直接將原始圖檔覆蓋，記得可以的話先將原始圖檔備份吧!快去下載來用看看吧!

06838083 陳書勤 HW2

影像直方圖與直方圖均化

(Image Histogram and Histogram Equalization)

全彩影像，所有可能出現的色彩共有 2²⁴ 種不同的色彩值。利用C++ Builder物件導向程式設計，撰寫一個程式針對所有不同色彩值進行影像的自動調整。

影像的自動調整透過公式的演算產生不同的調整效果：


(負片效果)	(灰階效果)

而直方圖均化(histogram equalization)就是一種自動調整影像對比的演算法。

直方圖均化公式：g(x, y) = cdf ( f(x, y) ) * 255

將原影像f的像素色彩值f(x, y)的累積密度函數值乘上最大色階值，即為調整後影像g的像素色彩值 g(x, y)。

透過這樣的處理調整，均化了原始圖像的對比，使得原本過暗或過亮的部分得以均衡顯示。

在進行直方圖均化前，必須完成累積直方圖的程序，而累積直方圖即是將紅、綠、藍等三原色進行統計後，宣告儲存各個色彩出現次數進行累加。

本次的作業分成兩部分：

第一部分為影像中紅、綠、藍三原色的統計直方圖。

另一部分為直方圖均化的影像調整。

在撰寫直方圖程式之前首先必須瞭解C++ Builder物件導向程式設計畫布元件的型態與使用，分別介紹到

// 用預先定義的常數 clRed、clGreen... 指定畫筆的顏色。
Image1->Canvas->Pen->Color = clRed;
//用RGB marco 指定畫筆的顏色。
Image1->Canvas->Pen->Color = (TColor) RGB(255,0,0);
//用色彩選擇對話視窗來指定畫筆的顏色。
Image1->Canvas->Pen->Color = ColorDialog1->Color;
// 指定畫筆寬度為 2。
Image1->Canvas->Pen->Width = 2;
// 指定畫筆風格為點線風格。
Image1->Canvas->Pen->Style = psDot;

TCanvas 提供移動畫筆至特定座標的函式 MoveTo。
// 將畫筆移到座標 (100, 100)。
Image1->Canvas->MoveTo(100, 100);

TCanvas 提供從畫筆目前座標畫一條線到特定座標的函式 LineTo。
//從畫筆目前座標 (100, 100) 畫一條線到座標 (200, 100)。
Image1->Canvas->LineTo(200, 100);

最後實作Histogram RGB三原：

HistogramR

HistogramG

HistogramB

Histogram RGB

Histogram Equalization比較圖 (上：原圖，下：均化)

因為原圖是在白天拍攝，光線對比已趨近均勻，故均化後的色彩對比亮度整體來講不太綿顯。

透過直方圖均衡化來增加許多圖像的全局對比度，尤其是當圖像的對比度相當接近的時候，亮度可以更好地在直方圖上分布。這樣就可以用於增強局部的對比度而不影響整體的對比度，通過有效地擴展常用的亮度來實現這種功能。

這種方法對於背景和前景都太亮或者太暗的圖像非常有用，這種方法尤其是可以帶來X光圖像中更好的骨骼結構顯示以及曝光過度或者曝光不足照片中更好的細節。

這種方法的一個主要優勢是它是一個相當直觀的技術並且是可逆操作，如果已知均衡化函數，那麼就可以恢復原始的直方圖，並且計算量也不大。

這種方法的一個缺點是它對處理的數據不加選擇，它可能會增加背景雜訊的對比度並且降低有用訊號的對比度。

06838083 陳書勤 HW3

色階與曲線(Levels and Curve)

影像處理的基本概念(Image Processing Basic)

像素尺寸會測量影像寬度和高度的像素總數；解析度則是指點陣影像的精細度，測量單位是每英寸的像素數目 (ppi)，每英寸的像素越多，解析度就越高。一般而言，較高解析度的影像在輸出時可獲得較佳的品質。在 Photoshop 中可以在「影像尺寸」對話框 (選擇「影像 > 影像尺寸」) 中查看影像尺寸與解析度的關係。「點陣圖」模式使用 (黑色或白色) 兩個顏色數值其中一個來表現影像中的像素，也稱為點陣化 1 位元的影像，因為它們的位元深度為 1。

一張單色影像(monochrome image)或灰階影像(gray-level image)簡稱為影像，是一個二維的亮度函數f (x, y)，其中x, y 是二維影像的空間座標(spatial coordinates)，而函數值f 是(x,y) 點的亮度值(brightness or intensity)。

亮度是一種能量(energy)，所以亮度必需是大於零，小於無窮大的數值，0 < f (x,y) < 。

平常，我們所看到的物體大部份都不會發光，而是反射光源的光。

所以我們看到該物體表面的亮度f (x, y) 是光源照度i (x, y) 乘以物體表面材質的反射係數r (x, y) 所構成的，

f(x, y) = i(x, y) r(x, y) ,其中0 < i (x, y) <  , 0 < r (x, y) < 1。

i(x,y) 光源照度(illumination)：外界光源照射在物體表面所呈現的亮度。

r(x,y) 反射係數(reflectance)：物體表面反射外界光源照度的比例係數。

影像中一點一點的顆粒稱為相片單元(pictureelement)，縮寫為像素(pixel)，也有人稱畫素。

彩色影像(color image) 則視為重疊三張紅藍綠單色影像而成。

影像處理的概念就可以用g (x, y) = T ( f (x, y) )式子表示。

g(x, y)表示g在特定座標上的色彩值；

f(x, y)代表處理前影像的(x, y)座標上的像素色彩值；

T用來表示影像的處理過程方式。

除了用到 f (x, y) 之外，還會用到鄰近像素的色彩值，如f(x-1, y-1)、 f(x-1, y)、 f(x-1, y+1)… 等等。

g (x, y) = T ( f (x, y) )此影像處理的式子表示又稱為點處理(point processing)。

本單元所要討論的 Phohoshop 色階(Levels) 與曲線(Curve) 都是屬於此類。

Phohoshop色階(Levels)	Phohoshop曲線(Curve)

影像處理的查表法(Lookup Table)運用

查表運算只使用到一次記憶體存取，g (x, y) = T ( f (x, y) ) 的計算是相對耗時的，所以善用查表可達到快速的運算處理；實際進行影像處理時，只要透過色彩值做為索引值，直接查出所對應的輸出值，不需要進行實際的運算，就可以快速完成整張影像的轉換。。

假設針對一張解析度為 512 * 512 的影像比較使用查表法所提升的效能分析：

沒有使用查表法：
g (x, y) = T ( f (x, y) ) 必須計算 512*512 次。

使用查表法：
g (x, y) = T ( f (x, y) ) 只要計算 256 次，
再透過查表 512 * 512 次。

Phohoshop色階(Levels)


如圖，將InputMin下界設定為45，InputMax上界設定為225，代表輸入影像中低於45的色階，調整為輸出色階OutputMin下界值0；輸入影像中高於225的色階，調整為輸出色階OutputMax上界值255。	如圖，若InputMin及InputMax介於45與225之間，則依比例調整至輸出色階的下界與上界間的色階值。假設輸入的像素色彩值為100，其輸出值將被調整為78。
	輸入下界 = iInputMin 輸入上界 = iInputMax 輸出下界 = iOutputMin 輸出上界 = iOutputMax 原始色階 = iInput 調整後色階 = iOutput

Phohoshop曲線(Curve)


曲線調整功能是以曲線表示影像處理的函數圖，透過輸出入色階的調整函數圖來調整影像色階，出現在函數圖形中的線條變成曲線不限於直線，使用者可以直接拖曳線條上的任何點，拖曳點個數上限可達 14，讓影像調整呈現出千變萬化的模樣。	要實作曲線功能的第一步必須先將使用者所拖曳出來的曲線之函數建構出來。