1. T.C.
ÇANAKKALE ONSEKİZ MART ÜNİVERS İTESİ
MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ
BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
Görüntü
İşleme
060401013 Olcay Özyerli
060401031 Bahattin Carav
2. GÖRÜNTÜ ÜZERİNDEKİ
GÜRÜLTÜ
TÜRLERİ VE BU
GÜRÜLTÜLERİN
YERSEL FİLTRELER
KULLANILARAK GİDERİLMESİ
4. Gürültü Nedir? GÜRÜLTÜ
Gürültü, resim üzerindeki bozukluklar, lekeler,
eksiklikler olarak tanımlanabilir.
Bir sayısal görüntüde gürültü, pürüzsüz yüzey
Üzerine rastgele dağılmış lekeler olarak görünür
ve görüntü kalitesini önemli ölçüde düşürür.
Gürültüyü en genel hali ile tanımlarsak; görüntü
kirliliği Diyebiliriz.
5. GÜRÜLTÜ
Çoğu zaman görüntü gürültüsünden kaçınılmak
istense de, poz, sıcaklık ve farklı dijital fotoğraf
makinesi modları gibi şeyler görüntü gürültüsü
yaratacaktır.
Gürültünün genel anlamda ışıkla alakalı
olan bir kavram olduğunu söyleyebiliriz.
Temiz bir görüntü almak istiyorsak görüntünün
alınacağı yüzeyin ışığa duyarlılığı, ortamın
ışığına uygun olmalıdır.
Yani önemli olan ışığın çok olması veya az olması
değildir. Önemli olan ortamın ışığının görüntüye uygun
olmasıdır. Yani az ışık ile de çok net görüntüler elde edilebilir.
6. Işık ve gürültü dendiğinde açıklanması
gereken bazı kavramlar vardır …
ISO
ISO
ISO, optik algılayıcının ışığa duyarlılığını
belirtir yani ISO arttıkça optik algılayıcı ışığa
karşı daha hassas olacaktır.
Günümüz teknolojisinde ISO dijital fotoğraf
makinelerinde 50 – 12800 ve üstü seçeneklerini sunuyor …
ISO, ışığın yetersiz olduğu ve hızlı çekim yapılmak istenen ortamlarda kullanılmak için
uygundur.
7. ISO
ISO’nun fotoğraf üzerindeki etkisi
doğrudan görüntü kalitesi üzerinedir.
Yüksek ISO değerlerini kullandıkça genel
görüntü kalitesi düşer. Detay kayıpları
başlarken, gürültü miktarları gözle görülür
bir şekilde artar. Bu nedenle ışığın yetersiz
olduğu durumlarda çekeceğiniz konuya
göre değişecektir ama ISO’yu yükseltmek
son tercih olmalıdır.
Yüksek ISO başarımı dendiğinde aklımıza
düşük gürültü seviyesine sahip,
detayları silinmeyip korunmuş fotoğraflar
gelmelidir.
8. POZLAMA
ISO ile ilişkili olarak
bahsedebileceğimiz bir kavram var.
Pozlama, görüntüsü alınacak nesnesin film yüzeyine ne kadar
süre ile yansıması gerektiğini belirtir
Eğer ışık az ise perde (enstantane)
daha fazla açık kalır; çok ise daha az
açık kalır. Ve bunun sonucunda resim
işlenmiş olur.
Az ışıkta uzun pozlama bize gürültülü
bir görüntü verir.
Yoğun ışıkta yapılan uzun pozlama ise bantlama yapar.
9. POZLAMA
Işığın şiddeti gürültünün tanımını da çeşitlendirir. Işığın şiddetinden kaynaklanan gürültü
türleri mevcuttur…
Bunlar;
Random Fixed Pattern Banding
Üçünde de ayrı ayrı iso ve pozlama yüzünden görüntü kirliliği yani gürültü oluşur.
10. RANDOM NOISE RANDOM NOISE
Rastgele gürültü…
Random noise, resim yoğunluğundaki
bir artış etrafında döner.
Yoğunluk değişimi olduğu yerin üzerinde
ve altında renk farklılıkları boyunca oluşur.
Bu gürültü rastgele çünkü aynı ayarlar
Kullanılsa bile gürültü görüntü boyunca
rastgele olarak oluşur.
11. RANDOM NOISE
Genel olarak poz uzunluğu ve ISO hızı tarafından etkilenir.
Rastgele gürültüden kurtulmak oldukça zor çünkü nerede oluştuğunu tahmin
edemezsin.
Dijital fotoğraf makinesi bu gürültüyü kendi kendine tespit edemez ve bu bir
görüntü düzenleme programında küçültülebilir
12. FIXED
PATTERN
FIXED PATTERN NOISE NOISE
Sabit desenli gürültü…
Fixed pattern noise hot pikselleri kapsar.
Hot pikseller, görüntü içindeki piksellerden daha
yoğun ve rastgele gürültü dalgalanmalarından
daha parlak olan piksel bitleridir. Yani hot piksel
kirlilik içindeki en parlak olan, gürültüyü belli eden
pikseldir.
Uzun pozlamalar ve yüksek sıcaklıklar
fixed pattern noise in görülmesine neden olurlar.
Eğer resimler aynı ayarlar altında çekilmiş ise
hot pikseller aynı yerde ve zamanda tekrar
oluşacaklardır.
13. FIXED
PATTERN
NOISE
Fixed pattern noise aslında oluştuktan sonra düzeltilebilecek olan en kolay türdür.
Bir dijital kamera sabit kalıp gerçekleştirdikten sonra görüntü üzerindeki etkileri
azaltmak için ayarlanabilir.
Bununla birlikte, eğer azaltılmamışsa random noise den göze daha şüpheli görünebilir.
14. BANDING
NOISE
BANDING NOISE
Banding noise, yüksek derecede kamera bağımlı ve dijital sensörlerden veri
okunduğu zaman kamera tarafından tanıtılan gürültü.
Banding noise, gerçekten bütün dijital kameralar tarafından oluşturulamayan
kameraya bağlı olan bir gürültü türüdür.
Dijital işlem adımları sırasında, dijital kamera sensörünün ürettiği verileri alır ve
bundan gürültü yaratır.
Yüksek ISO hızları, gölgeler ve fotoğraf parlaklığı banding noise yaratır.
15. Fixed pattern noise daha sakıncalı görünsede genellikle tekrarlanabilir olduğundan
temizlemesi daha kolaydır.
Bir fotoğraf makinesinin dahili elektronikleri sadece modeli bilmek zorunda ve doğru
görüntüyü ortaya çıkarmak için bu gürültü eksiltilebilir.
Dijital makinelerin en son üretilen teknolojilerinde fixed pattern random noise den daha
az problem yaratabilir ancak en ufak miktar bile random noise den daha dikkat dağıtıcı.
Daha az sakıncalı olan random noise genellikle görüntü küçültücü olmadan temizlemek
daha zordur. Neat Image ve Noise Ninja gibi programlar bu gürültünün
temizlenmesinde kullanılabilir.
17. Yersel filtreler, görüntü işlemede kullanılan en temel
araçlardan bir tanesi olarak ele alabiliriz.
Yersel ortamda olan filtreler, frekans ortamında
olanlara göre çok yönlüdürler. Örneğin doğrusal
olmayan filtreler frekans ortamında kullanılamaz
iken yersel ortamda kullanılabilmeleri çok
yönlülüğün göstergesidir.
18. Yersel Filtrelerin Tekniğine
bakacak olursak iki kısımdan
oluşur:
Neighborhood (Komşulukarı )
Bu komşular tarafından sarılan görüntü pikselleri
üzerinde gerçekleştirilecek olan önceden bilinen ve
tanımlanmış olan operasyonlar olarak
tanımlayabiliriz.
Filtre, operatörü doğrusal (linear) ise doğrusal filtre,
değilse doğrusal olmayan ise doğrusal olmayan
(non-linear) filtre olarak isimlendirilir.
19. Görüntüde Filtreleme Operasyonları
Filtreler görüntü zenginleştirme amacı ile de
uygulanan, adından da anlaşılacağı gibi
görüntüde belirli ayrıntıların ayıklanması ya
da daha belirgin hale getirilmesi vb. gibi
operasyonları gerçekleştiren operatörlerdir.
20. Farklı amaçlar için farklı filtreleme operatörleri
vardır. Bunlara:
Kenar keskinleştirme(Sharpening Filters )
Kenar yakalama
Görüntü yumuşatma ve bunun gibi daha bir çok
amaçla kullanılan filtreler örnek verilebilir.
Bilindiği görüntüyü oluşturan pikseller konumları
ve gri değerleri ile tanımlanabilmektedir. Daha
doğrusu bir görüntü matris formuna sahiptir.
21. Görüntü Yumuşatma Operatörleri
Görüntüdeki gürültünün (bozucu etkinin) yok
edilmesi veya indirgenmesinde kullanılır. Eğer
görüntüde mevcut gürültü yüksek frekansta ise
lowpass-alçak geçirgenli filtre ile indirgenir.
Çözünürlüğün indirgenmesi işleminde kullanılır.
Eğer görüntünün çözünürlüğü çok yüksek ise ön
görüntüleme işlemleri için tüm çözünürlüğe
gereksinimim duyulmaz. Çözünürlüğün
indirgenmesi görüntü pramitlerinin
oluşturulmasında da kullanılır.
22. Averaj Operatörü
Burada N,M görüntünün boyutunu tanımlar.
Yumuşatılmış gs görüntüsü orijinal görüntünün
katlamasından (convolving) elde edilmiştir.
Genelde N=M alınır. Bazı durumlarda yukarıda
verilen filtre katsayıları değiştirilebilir.
23. Katlama (Convolution Filtering)
Katlama filtreleme bir görüntünün mekansal
frekans karakteristiğinin değiştirilmesinde
kullanılır. Filtre çekirdeği kullanılarak filtreleme
işlemi gerçekleştirilir.
Filtreleme sonucu:
gfiltrelenmiş=(-1x8)+(-1x6)+(-1x6)+(-1x2)+(16*8)+(-
1x6)+(-1*2)+(-1*2)+(-1*8)=11
Eğer yukarıdaki 5x5 lik görüntü 2x2 lik piksel seti
şeklinde katlanacak olursa sonuç aşağıdaki
gibidir:
25. Correlation (cont’d)
Genellikle uygulamalarında
kullanılan nerede ölçmek için gerekli
görsel ya da
görsel parçaları arasındaki benzerlik.
26. Smoothing (Yumuşatan) Doğrusal Filtreler
Smoothing işlemini yapan filtreler filtre çekirdeğinin
komşuluklarında yer alan orijinal görüntüdeki
parlaklık değerlerinin ortalamsını alırlar.
Bu tarz filtreler görüntü üzerindeki keskin geçişleri
azaltırlar. Görüntü üzerindeki gürültülerin
giderilmesinde tercih edilirler.
28. Doğrusal Olmayan (Non-Linear) Filtreler
Bu tarz filtreler, girdi görüntüsü üzerinde filtre
çekirdeği ile sınırlanmış bölge içerisinde kalan
pikselleri belli bir aralık içersinde olacak şekilde
sıralarlar. Çıktı görüntüdeki yeni pikselin parlaklık
değeri ise bu sıralamanın sonucuna göre belirlenir.
Literatürde en yaygın olarak kullanılan filtre türü
medyan filtredir. Özellikle görüntü üzerindeki
gürültülerin giderilmesinde son derece başarılıdırlar.
29. Result of median filter
Noise from Glass effect Remove noise by median filter
33. Yersel geliştirme metotlarının kombine
edilmesi?
(a)
Laplacian filter of
bone scan (a)
(b)
Sharpened version of
bone scan achieved by (c)
subtracting (a) and (b)
Sobel filter of bone
scan (a) (d)
34. yersel geliştirme metotlarının kombine edilmesi?
Result of applying a (h)
power-law trans. to
Sharpened image (g)
which is sum of (a)
and (f) (g)
The product of (c) and
(e) which will be used (f)
as a mask
(e)
Image (d) smoothed with a
5*5 averaging filter
36. Sharpening(Keskinleştirme)
Filters (High Pass filtering)
Yoğunluğu, geçişleri vurgulamak için kullanılır. (örneğin, kenarları).
Yerel bölgelerdeki görüntüyü yoğunluk farklarına göre hesaplar.
37. Sharpening Filters
Yüksek filtreleme geçiş tepkisi negatif olabilir unutmayın..
Değerleri yeniden [0-255] arasında olmalıdır.
Orijinal görüntü Yumuşatılmış görüntü
