Week 17: 影像壓縮 (四)

作業四:

1. 調色盤 #0, #5, #12 #15 的 RGB 色彩值? (20%)

2. 解碼最前面 20 個 9-bit codes 的值, 請用 16 進位的方式表示出來。 (20%)

3. 將上述 20 個 codes 用 LZW 解壓縮, 請問解壓縮後的結果為何? (20%)

4. 20 個 codes 解壓縮完, Dictionary 的狀況為何? (20%)

5. 最後一個 LZW 區塊的大小為何? (20%)


　A :

　　　　1. 調色盤 RGB 色彩值?

　　　　　 #0: (B5, AC, AD) = (181, 172, 173)
　　　　　 #5: (EC, E4, F3) = (236, 228, 243)
　　　　　#12: (C6, CC, E9) = (198, 204, 233)
　　　　　#15: (CD, D4, ED) = (205, 212, 237)

　　　　2.~4. Answer

　　　　5. 2D (45)

　B :

　　　　1. 調色盤 RGB 色彩值?

　　　　　 #0: (58, 28, 29) = ( 88, 40, 41)
　　　　　 #5: (7A, 58, 59) = (122, 88, 89)
　　　　　#12: (61, 58, 59) = ( 97, 88, 89)
　　　　　#15: (7B, 18, 38) = (123, 24, 38)

　　　　2.~4. Answer

　　　　5. E3 (227)
　　
　C :
　
　　　　1. 調色盤 RGB 色彩值?
　
　　　　　 #0: (95, 8C, 96) = (149, 140, 150)
　　　　　 #5: (83, 8C, 9C) = (131, 140, 156)
　　　　　#12: (B8, BC, C3) = (181, 188, 195)
　　　　　#15: (95, 9C, A2) = (149, 156, 162)
　
　　　　2.~4. Answer

　　　　5. 2A (42)
　
　D :

　　　　1. 調色盤 RGB 色彩值?

　　　　　 #0: (B1, 50, 51) = (177, 80, 81)
　　　　　 #5: (8F, 17, 27) = (143, 23, 39)
　　　　　#12: (48, 28, 39) = ( 72, 40, 57)
　　　　　#15: (CF, 93, BB) = (207, 147, 187)
　
　　　　2.~4. Answer

　　　　5. E8 (232)
　
　E :

　　　　1. 調色盤 RGB 色彩值?

　　　　　 #0: (DE, A3, A5) = (222, 163, 165)
　　　　　 #5: (48, 28, 2B) = ( 72, 40, 43)
　　　　　#12: (9F, 55, 7B) = (159, 85, 123)
　　　　　#15: (30, 17, 2F) = ( 48, 23, 47)

　　　　2.~4. Answer

　　　　5. A8 (168)
　
　F :

　　　　1. 調色盤 RGB 色彩值?

　　　　　 #0: (2F, 21, 24) = ( 47, 33, 36)
　　　　　 #5: (FC, F4, FC) = (252, 244, 252)
　　　　　#12: (22, 1C, 29) = ( 34, 28, 41)
　　　　　#15: (BD, BC, C2) = (189, 188, 194)

　　　　2.~4. Answer

　　　　5. 04 (4)

Week 16: 影像壓縮 (三)

1. GIF Format

　Wikipedia: Graphics Interchange Format

　

　Rex-GIF.pdf

News: 裸挺孕肚 救森林

中文新聞連結

烏拉圭的模特兒暨演員娜塔莉歐瑞洛幫國際環保團體「綠色和平組織」拍攝了以保護森林為主題的宣傳照。照片中，在她全裸且懷孕的身體上僅覆蓋著森林的影像。34歲的歐瑞洛在接受該組織訪問時說：「森林是生命，有超過半數以上的生物生活在森林裡。阿根廷每兩分鐘就有一公頃的森林消失，我們已失去了70％的原始森林，我希望我的兒子能夠享受森林。」

GreenPeace



Uruguayan actress and activist Natalia Oreiro makes a moving appeal for the future of the forests on behalf of her son.

A government forest bill “Ley de Bosques”, supported by more than 1.5 million Argentinean citizens, was approved by the Argentinean Congress in 2007 to protect native forests. Despite the massive civil society movement and political will, governance is still an issue in the region and deforestation rates keep rising because of logging permits and cattle expansion.
Ms Oreiro, inspired by the desire for her son to know the fecundity of the forests, lent her weight to the call to action to Governor of Santiago del Estero to halt forest destruction, revoke illegal logging permits and give future generations a chance to discover the wonders of the forests.

Week 15: 影像壓縮 (二)

1. Book: Introduction to Data Compression
　　Author: Khalid Sayood
　　ISBN: 9780126208627

　　

　　銘傳圖書館

　　博客來網路書局 books.com.tw

　　Chapter 3: Huffman Coding [講義]

　　Chapter 5: Dictionary Techniques [講義]

2. Graphics Interchange Format (GIF)

　　Wikipedia: Graphics Interchange Format
　　GIF specification

Week 14: 影像壓縮 (一)

Image Compression, the art and science of reducing the amount of data required to represent an image, is one of the most useful and commercially successful technologies in the field of digital image.

這是影像處理原文教科書第 8 章的第一句, 寫的非常漂亮, 不但說明了影像處理的意義, 也指出影像壓縮技術在影像處理領域中所占的份量與重要性。但中文教科書是這樣翻譯的:

降低代表一張影像所需資料量的藝術與科學的影像壓縮是數位影像處理領域中最有用和商業上最成功的技術之一。

實在是有點繞舌, 連續 48 個中文字, 中間完全沒http://www.blogger.com/img/blank.gif有標點符號, 讓我讀得非常痛苦, 比改學生的專研報告還痛苦。

1. 背景基礎
　　a. coding redundancy 編碼冗餘
　　b. spatial and temporal redundancy 空間與時間冗餘
　　c. irrelevant redundancy 不相干冗餘


2. Book: Introduction to Data Compression
　　Author: Khalid Sayood
　　ISBN: 9780126208627

　　

　　博客來網路書局 books.com.tw

　　 Chapter 3: Huffman Coding [講義]

Week 13: 色彩模型(四)

1. HSI color model











2. ICI Paints - Color Palette Notation System





ICI Paints - Color Palette 4 Explorer

3. Homework 3: Color Models

a. 彩色影像轉成單一色調的轉換工具。
步驟：1. 先將整張影像的灰階值計算出來。
2. 整張影像給定 U V 值(使用一個色差選擇器)。
3. 重新計算整張影像的 RGB 色彩值。

可參考以下影片:



b. HSI 轉換成 RGB 之轉換工具。

繳交期限: Week 15 2011/12/16

Week 12: 色彩模型(三)

1. RGB 色彩模型之程式實作:
利用 256*256 大小之影像, 固定三個色彩之其中一個色彩, 然後利用迴圈,
將所有顏色變化組合顯示於影像之中。







2. 使用整數資料形態運算完成 RGB 與 YUV 色彩模型之轉換:
MSDN: Converting Between YUV and RGB



範例程式:

Week 11: 色彩模型(二)

1. Y' = 0.299 * R'd + 0.587 * G'd + 0.114 * B'd

2. TBitmap::PixelFormat



範例程式: DIP2011F-SP-W11


影像檔案大小: 786,486 Bytes

將彩色影像 WaterLily.bmp 讀入後, 針對每一個像素的 RGB 色彩值, 將 R、B 色彩值均設為 0, 就可以得到一張只有顯示出綠色成份的影像。


影像檔案大小: 786,486 Bytes

若要顯示出色彩明亮程度的影像, 其做法如下:

將彩色影像 WaterLily.bmp 讀入後, 針對每一個像素的 RGB 色彩值, 計算其對應的亮度 Y 值, 然後將新影像的 PixelFormat 設定為 pf8bit, 然後利用 Scanline 將 Y 值寫入影像元件的記憶體中, 就可以得到一張位元深度是 8 位元的彩色影像, 如下圖所示。


影像檔案大小: 263,222 Bytes

由於 C++ Builder 中的 8 位元影像是用一個調色盤來顯示影像的色彩, Scanline 所指向的記憶體中所存的資料, 只是調色盤的色彩之編號而已。上述影像之所以會顯示成這般模樣, 就是用了 預設的調色盤的緣故。因此, 如果想要正確顯示其灰階的模樣, 就要另外指定一個灰階影像專用的調色盤, 就可以正確顯示出下圖的模樣了。


影像檔案大小: 263,222 Bytes

Week 10: 色彩模型(一)

1. 檢討期中考卷

2. 討論 Homework 2 :
a. 如何在一張影像上灑胡椒鹽雜訊
b. 如何用亂數來控制胡椒鹽雜訊的程度
c. 範例程式 DIP2011-SP-W10
d. 不同程度的胡椒鹽雜訊對中值濾波器的影響

3. 色彩模型
a. RGB 色彩模型
b. YCbCr 色彩模型
c. YUV 色彩模型

The scope of the terms Y'UV, YUV, YCbCr, YPbPr, etc., is sometimes ambiguous and overlapping. Historically, the terms YUV and Y'UV were used for a specific analog encoding of color information in television systems, while YCbCr was used for digital encoding of color information suited for video and still-image compression and transmission such as MPEG and JPEG. Today, the term YUV is commonly used in the computer industry to describe file-formats that are encoded using YCbCr.

Week 9: 期中考

2011F 期中考題

　　成績分布圖



　　各題答對百分比

Homework 1: Histogram & Histogram Equalization

1.Form 設計

為了讓圖片及直方圖都能夠以較大的圖片顯示出來, 因此, 在 Form1 上, 放置了 PageControl 元件, 讓影像和直方圖分別放在不同 Page 之中。





在 Histogram Page 中, 直方圖是用一張高 256 寬 768 的圖形來繪製, 寬之所以為 768 的原因是需要顯示紅、綠、藍等三個色彩的直方圖, 每個色彩需要 256 條直線, 一共 256*3=768 條直線繪製完整的直方圖。

直方圖分成兩類, 第一類是原始的直方圖, 第二類是累積直方圖。在 Histogram Page 中, 可以使用 RadioGroup 元件來選定要顯定的直方圖種類。


原始直方圖


累積直方圖

除此, 還可以使用 GroupBox 來選定要顯示的色彩直方圖, 下圖是三個色彩均選擇所呈現出來的直方圖。


原始直方圖


累積直方圖

Up 與 Down 兩個 BitBtn 元件, 則是可以用來放大或是縮小直方圖的垂直線條的長度, 每按一下 Up 按鈕, 就會放大 1.2 倍; 同理, 每按一下 Down 按鈕, 就會縮成原來長度的 0.8 倍。另外, Save Button 元件則是提供將直方圖影像元件儲存成 bmp 檔案。

直方圖 image 元件, 在 OnMouseMove Event 中, 讀取滑鼠位於 image 元件的 X 座標, 將其轉換成色階, 再將該色階的像素個數, 比率, 累積像素總數及其比率等基本資訊用 Label 元件顯示出來。

2. 實驗結果:

直方圖均化處理的目的是將低對比的影像轉化成高對比的影像, 因此特別從以前拍的相片找到一張多年前黃昏後, 在北投貴子坑步道, 突然發現一隻紫嘯鶇, 在急忙拍攝的情況下, 忘了開閃光燈, 所以拍成黑壓壓一片。



整張影像的對比度相當低, 如果不仔細看, 會以為是一張全黑的圖片。



直方圖顯示大部分的色彩都集中在色階最暗的地方。　



經過直方圖均化處理過後的影像, 對比已經被強化了, 步道完全顯示出來了, 紫嘯鶇也看得見了。



直方圖顯示出色彩已經擴展到 0 - 255 之間, 不再集中在暗的區域。

YouTube: Adobe Photoshop CS5: Content-Aware Fill Sneak Peek

Week 8: 銳化空間濾波器

Homework 2: 空間濾波器實作

本次作業分成以下 3 部分:

a. 實作以下三類空間濾波器: 平滑化, 銳化, 中值濾波器。

b. 對不同圖片進行實驗。

c. 實驗結果討論

d. 心得

本作業繳交日期: 2011/11/11

Week 7: 排序統計(非線性)濾波器

1. 排序統計(非線性)濾波器

YouTube: Taare Zameen Par

Week 6: 平滑化處理 (smoothing)

1. 直方圖均化處理演算法再次講解
a. 直方圖統計
b. 累績直方圖統計
c. 產生新舊色彩對照表
d. 色彩置換

2. 平滑化處理 (smoothing)
a. 均化 (uniform distribution)
b. 自訂權重
c. 高斯分布 (Gaussian distribution - normal distribution)



3. 如何動態新增一個影像元件?

Week 5: 直方圖均化處理

1. 演算法講解

2. 灰階影像之實驗結果:

　　

課本圖 3.20(a), 這張影像的就是課本圖 3.16, 圖片不但偏暗, 而且對比度很低。

　　

執行直方圖均化程式後的結果, 對比度增強了。

　　

課本圖 3.20(b), 這張影像的就是課本圖 3.16, 圖片偏亮, 但對比度也很低。

　　

執行直方圖均化程式後的結果, 對比度增強了。





　
3. Homework 1: 直方圖顯示與直方圖均化處理

　本次作業分成以下 3 部分:

　　a. 用 C++ Builder 將一張影像的直方圖與其相關基本訊息顯示出來。

　　b. 用 C++ Builder 將一張對比不明顯的影像用直方圖均化處理後, 重新顯示出來。

　　c. 心得與討論