Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından...
Transcript of Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından...
![Page 1: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/1.jpg)
BLM429 Görüntü İşlemeye Giriş
Dr. Öğr. Üyesi Caner ÖZCAN
Bölüm 7 Renkli Görüntü İşleme
Genç sanatçının, rengin sadece tanımlayıcı değil aynı zamanda kişisel ifade anlamına geldiğini anlaması renge dokunmasından yıllar sonrasıdır.
~Henri Matisse
![Page 2: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/2.jpg)
İçerik
2
6. Renkli Görüntü İşleme ►Renk Temelleri
►Renk Modelleri
►Sözde Renkli Görüntü İşleme
►Tam Renkli Görüntü İşlemenin Temelleri
►Renk Dönüşümleri
►Yumuşatma ve Keskinleştirme
►Renge Dayalı Görüntü Bölütleme
►Renkli Görüntülerde Gürültü
►Renkli Görüntü Sıkıştırma
![Page 3: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/3.jpg)
Renk Temelleri
3
► Beyaz ışık: görünür spektrumun tüm dalga boylarındaki yaklaşık eşit enerjiden oluşur.
Newton 1665
Slide credit: B. Freeman, A. Torralba, K. Grauman
![Page 4: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/4.jpg)
Renk Temelleri
4
![Page 5: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/5.jpg)
Renk Temelleri
5
![Page 6: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/6.jpg)
Renk Temelleri
6
Renkli ışığın özelliğini ifade etmek için üç temel parametre kullanılır:
1. Işıma (radiance): Işık kaynağından yayılan toplam enerji miktarıdır ve Watt (W) cinsinden ölçülür.
2. Işıklılık (luminance): Gözlemcinin ışık kaynağından algıladığı toplam enerji miktarıdır ve Lumen (lm) cinsinden ölçülür.
3. Parlaklık (brightness): Ölçümü pratik olarak mümkün olmayan subjektif bir tanımlayıcı parametredir. Yeğinliğin renksiz halini belirtir.
![Page 7: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/7.jpg)
Renk Temelleri
7
►Koni hücreleri gözdeki renkli görmeden sorumludur.
►İnsan gözündeki 6-7 milyon koni hücresinin yaklaşık olarak kırmızı, yeşil ve mavi renge karşılık gelen üç ana algılama kategorisine ayrılabilir.
►Bu hücrelerin %65’i kırmızı, %33’ü yeşil ve %2’si mavi ışığa (ancak mavi koni hücreleri en hassas olanlardır) duyarlıdır.
![Page 8: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/8.jpg)
Renk Temelleri
8
![Page 9: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/9.jpg)
9
![Page 10: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/10.jpg)
Renk Temelleri
10
►Bir rengi diğerinden ayırt etmek için kullanılan özellikler genellikle parlaklık, renk tonu ve doygunluktur.
Parlaklık (brightness): Yeğinliğin renksiz halini ihtiva eder
Renk tonu (hue): Bir ışık dalgası karışımı içerisindeki baskın dalga boyu ile ilgili bir özniteliktir ve gözlemci tarafından algılandığı şekilde baskın rengi ifade eder.
Doygunluk (saturation): Göreceli saflık ya da bir renk tonu ile karıştırılan beyaz ışık miktarı ile ilgilidir.
![Page 11: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/11.jpg)
Renk Temelleri
11
►Üçlü uyartım
Kırmızı, yeşil ve mavi miktarları sırasıyla X, Y ve Z şeklide ifade edilirse bir renk üçlü renk katsayıları ile şu şekilde belirtilir:
X
xX Y Z
Yy
X Y Z
Zz
X Y Z
![Page 12: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/12.jpg)
CIE Renklilik Diyagramı
12
Renk oluşumu x (kırmızı) ve y (yeşil) bileşenlerinin bir fonksiyonu olarak gösterilir.
![Page 13: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/13.jpg)
RGB Renk Modeli
13
![Page 14: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/14.jpg)
RGB Renk Modeli
14
24 bit derinlikli RGB görüntüsündeki toplam renk sayısı (28)3 = 16,777,216
![Page 15: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/15.jpg)
CMY ve CMYK Renk Modelleri
15
1
1
1
C R
M G
Y B
Pigment ana renkleri olan camgöbeği, galibarda ve sarı renklerinin eşit miktarı siyah rengi üretmelidir. Uygulamada baskı amacıyla bu renklerin bileşimi bulanık görünümlü siyah bir tonu üretir. Doğru siyah tonunu üretmek için CMYK renk modelini ortaya çıkaracak bir dördüncü renk, siyah eklenir. Bir sonraki sayfadaki örneği inceleyiniz.
Not: Tüm renk değerleri [0-1] aralığına normalize edilmiştir.
![Page 16: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/16.jpg)
16 http://en.wikipedia.org/wiki/CMYK
CMY vs. CMYK
![Page 17: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/17.jpg)
HSI Renk Modeli
17
Renk tonu (hue): Bir ışık dalgası karışımı içerisindeki baskın dalga boyu ile ilgili bir özniteliktir ve gözlemci tarafından algılandığı şekilde baskın rengi ifade eder.
Doygunluk (saturation): Göreceli saflık ya da bir renk tonu ile karıştırılan beyaz ışık miktarı ile ilgilidir.
Parlaklık (brightness): Yeğinliğin renksiz halini ihtiva eder.
►HSI, bir renkli görüntüdeki yeğinlik bileşenini renk taşıyan bilgiden (renk tonu ve doygunluk) ayrıştırır.
![Page 18: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/18.jpg)
HSI Renk Modeli
18
![Page 19: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/19.jpg)
HSI Renk Modeli
19
![Page 20: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/20.jpg)
Renkleri RGB’den HSI’ya Dönüştürme
20
►RGB renk formatında verilen bir görüntü için, her RGB pikselinin H bileşeni şu şekilde elde edilir:
if B G
360 if B>GH
1
1/22
1( ) ( )
2cos
( )( )
R G R B
R G R B G B
Not: Tüm renk
değerleri [0-1] aralığına normalize edilmiştir.
![Page 21: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/21.jpg)
Renkleri RGB’den HSI’ya Dönüştürme
21
►RGB renk formatında verilen bir görüntü için, doygunluk bileşeni şu şekilde verilir:
3
1 min( , , )( )
S R G BR G B
Not: Tüm renk değerleri [0-1] aralığına normalize edilmiştir.
![Page 22: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/22.jpg)
Renkleri RGB’den HSI’ya Dönüştürme
22
►RGB renk formatında verilen bir görüntü için, yeğinlik bileşeni şu şekilde verilir:
1
3I R G B
Not: Tüm renk değerleri [0-1] aralığına normalize edilmiştir.
Matlab Kodu:
hsv = rgb2hsv(rgb)
![Page 23: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/23.jpg)
Renkleri HSI’dan RGB’ye Dönüştürme
23
►RG kesimi
(0 120 )H
(1 )
cos1
cos(60 )
and
3 ( )
B I S
S HR I
H
G I R B
ve
Not: Tüm renk değerleri [0-1] aralığına normalize edilmiştir.
![Page 24: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/24.jpg)
Renkleri HSI’dan RGB’ye Dönüştürme
24
►GB kesimi
(120 240 )H
120
(1 )
cos1
cos(60 )
and
3 ( )
H H
R I S
S HG I
H
B I R G
ve
Not: Tüm renk değerleri [0-1] aralığına normalize edilmiştir.
![Page 25: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/25.jpg)
Renkleri HSI’dan RGB’ye Dönüştürme
25
►BR kesimi
(240 360 )H
240
(1 )
cos1
cos(60 )
and
3 ( )
H H
G I S
S HB I
H
R I G B
ve
Not: Tüm renk değerleri [0-1] aralığına normalize edilmiştir.
Matlab Kodu:
rgb = hsv2rgb(hsv)
![Page 26: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/26.jpg)
26
![Page 27: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/27.jpg)
27
![Page 28: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/28.jpg)
Sözde Renkli Görüntü İşleme
28
►Sözde renkli görüntü işleme, belirli bir kritere dayalı olarak renklerin gri değerlerine atanmasıyla oluşur.
►Yeğinlik Dilimleme
( , ) if ( , )k kf x y c f x y V
![Page 29: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/29.jpg)
29
![Page 30: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/30.jpg)
30
![Page 31: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/31.jpg)
31
![Page 32: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/32.jpg)
32
![Page 33: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/33.jpg)
33
![Page 34: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/34.jpg)
34
![Page 35: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/35.jpg)
35
Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı görüntüsünün birleştirilmesiyle sözde renkli olarak gösterilmiş görüntülerdir.
Sözde renkli görüntüdeki parlak kırmızı, Io üzerindeki aktif bir volkandan yeni püskürmüş maddeleri gösterir ve çevreleyen sarı maddeler daha eski olan sülfür birikintileridir.
![Page 36: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/36.jpg)
Tam Renkli Görüntü İşlemenin Temelleri
36
Let represent an arbitrary vector in RGB color space:
At coordinates ( , ),
( , ) ( , )
( , ) ( , ) ( , )
( , ) ( , )
R
G
B
R
G
B
c
c R
c c G
c B
x y
c x y R x y
c x y c x y G x y
c x y B x y
c’nin RGB renk uzayında herhangi bir vektörü temsil
ettiğini ele alalım:
(x,y) koordinatları
![Page 37: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/37.jpg)
Tam Renkli Görüntü İşlemenin Temelleri
37
![Page 38: Bölüm 7 - canerozcan.netcanerozcan.net/files/BLM429/BLM429_Hafta7.pdf · Galileo uzay aracından alınan ve bazıları gözle görülmeyen spektral bölgede bulunan birkaç algılayıcı](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050210/5f5cee9ce1db7923ec4c038c/html5/thumbnails/38.jpg)
Kaynaklar
38
►Sayısal Görüntü İşleme, Palme Yayıncılık, Üçüncü
Baskıdan Çeviri (Orj: R.C. Gonzalez and R.E. Woods: "Digital Image Processing", Prentice Hall, 3rd edition, 2008).
►“Digital Image Processing Using Matlab”, Gonzalez & Richard E. Woods, Steven L. Eddins, Gatesmark Publishing, 2009
►Ders Notları, CS589-04 Digital Image Processing, F.(Qingzhong) Liu, http://www.cs.nmt.edu/~ip
►Ders Notları, BIL717-Image Processing, E.Erdem ►Ders Notları, EBM537-Görüntü İşleme, F.Karabiber