Amiga MA Magazine 1997 #3/amigamamagazinepolishissue03-1/ma_1995/06/ami008.txt

Text File | 1997-04-07 | 8KB | 152 lines

DSP dla kaûdego (cz. 4.)
---------------------------

EXAMPLES, CZYLI KIJ I MARCHEWKA

<a>William Mobius

<txt>Od tego odcinka miaîem zamiar zagîëbiê sië w gâszcz obliczeï
i pokazaê na przykîadach, "jak to sië robi". Ale nasz Naczelny
przeprowadziî ze mnâ rozmowë, z której wynikaîo, ûe po pierwszym
artykule z serii "DSP dla kaûdego" rozdzwoniîy sië telefony i
okazaîo sië, ûe teksty dotyczâce cyfrowego przetwarzania sygnaîów
sâ, owszem, interesujâce, ale zbyt trudne i nasi drodzy
Czytelnicy proszâ o obniûenie poziomu wykîadów tak, aby staîy sië
one zrozumiaîe dla ôrednio pojëtnego kilkunastolatka.

Teraz zaô zgodnie z ûyczeniami i ûeby zachëciê do póúniejszej
pracy, a jednoczeônie zbytnio nie przegrzaê Waszych gîów,
spuôcimy nieco z tonu i pokaûemy, co mogâ daê pewne proste metody
i algorytmy odpowiednio zastosowane. Takie algorytmy moûna
spotkaê w róûnych programach typu ADPro czy Image-FX dla Amigi.
Niektóre z nich moûna nawet zasymulowaê na programie Deluxe
Paint, co wymaga wprawdzie nieco pomyôlunku (znów te szare
komórki), ale za to nie wymaga pisania programu. Czytelnik nie
powinien sië przy tym przestraszyê spotykajâc znów nowe pojëcia,
takie jak np. "BBF", "interpolacja", poniewaû zostanâ one
wytîumaczone w nastëpnych odcinkach. Tu bëdziemy tylko podziwiaê
rezultaty pracy wykonywanej przez komputery, czyli tego, co ktoô
wczeôniej wymyôliî i opracowaî.

>Pierwszy przykîad -- usuwanie zakîóceï typu 'pattern' z obrazu.<

Rysunek nr 1 to syntetyczny obrazek (symulacja), przedstawiajâcy
zdjëcie ekranu czarno-biaîego telewizora, wykonane z niewielkiej
odlegîoôci. Obraz zakîóca widoczna struktura liniowa. Struktura
ta, czyli po prostu poziome linie, jest wynikiem skanowania pîyty
ekranu telewizora, pokrytej luminoforem przez strumieï
elektronowy.

Takie zdjëcie moûna jednak poprawiê, usuwajâc z obrazu skutki
wybierania miëdzyliniowego -- rys. 2. Wbrew pozorom nie nadaje
sië do tego celu zwykîa procedura, usuwajâca z obrazu co którâô
linië i kopiujâca jâ na dalsze (zakîócone) linie. Dzieje sië tak
dlatego, ûe przy skanowaniu obrazu linie czy pasy mogâ sië
przesuwaê wzglëdem liniowej struktury obrazu, mogâ byê oddalone o
róûne odlegîoôci (np. przy úle wyregulowanej liniowoôci
kineskopu) i wreszcie mogâ sië zmieniaê w czasie (np. w wypadku
restauracji starych filmów, nagrywanych metodâ telerecordingu).
Znacznie lepiej nadaje sië do tego celu filtr pasmowo-zaporowy
BBF z interpolacjâ, operujâcy po kolei na poszczególnych
kolumnach obrazu (O-Y). Filtr ten ma tylko takâ wadë, ûe oprócz
linii czy pasów "rozpuszczajâ sië" teû na obrazku wszystkie
przedmioty o wymiarach pionowych równych mniej wiëcej szerokoôci
pasma tegoû filtra (czëstotliwoôci przestrzennej filtra), czyli
szerokoôci równej eliminowanemu zakîóceniu. Takie metody mogâ byê
równieû oparte o analizë widmowâ, dziëki czemu moûna sobie wyciâê
z obrazu czy filmu szerokie pasy lub inne tego typu "nieprzyjemne
przyjemnoôci", takie jak ciapki, tzw. deszczyk, róûne kraty i
szachownice i w zasadzie dowolne zakîócenie o w miarë regularnym
wzorku.

Na rysunku 3. widaê obraz z rysunku 1. po przeprowadzeniu
filtracji. Szczegóîy ulegîy nieznacznemu zamazaniu, co jest
wynikiem przeprowadzanej filtracji i samego procesu
przetwarzania, ale znikîa za to struktura liniowa silnie przedtem
zakîócajâca obraz.

Na 3. rysunku widaê, ûe tak wyczyszczony obrazek ma drastycznie
zmniejszonâ rozdzielczoôê pionowâ. Moûna to zjawisko czëôciowo
wyeliminowaê, poddajâc go konwolucji ze specjalnym filtrem
grzebieniowym, co spowoduje z jednej strony zamazanie grubych
linii poziomych, a z drugiej uwydatnienie szczegóîów -- rys. 4.

>Drugi przykîad -- restauracja zdjëê.<

Rysunek 5. przedstawia... no wîaônie. Jest to zniszczone i
wielokrotnie naôwietlone zdjëcie (symulacja) jakiegoô dokumentu.
Wîaôciwie nic na nim nie widaê...

Znów korzystamy z pomocy komputerów i po wczytaniu obrazka do
pamiëci zaczynamy sië nad nim pastwiê -- rys. 6. Próby polegajâ
na zastosowaniu tak zwanych faîszywych barw, czyli
przyporzâdkowaniu odcieniom szaroôci róûnych kolorów, najpierw z
widma barwnego, a potem metodami losowymi oraz czësto za pomocâ
tak zwanej obróbki morfologicznej (rozrost, zamkniëcie, otwarcie
itp.). Komputer pod kontrolâ czîowieka szuka odpowiedniego
uîoûenia, kontrolujâc caîy czas parametry zdjëcia i po zmianie
palety przeliczajâc bitmaping obrazu (remap) dla potrzeb dalszych
przeksztaîceï (np. morfologicznych), poniewaû zmiana samej palety
jest w wiëkszoôci wypadków "niewidoczna" dla obrazu i operujâcych
na nim algorytmów.

W programie Deluxe Paint moûemy to bardzo îatwo zaobserwowaê.
Wystarczy w tym celu wgraê jakiô wielobarwny obrazek z figurami
geometrycznymi i z przewagâ tîa w jakimô kolorze, np. niebieskim
czy biaîym. Przez klikniëcie prawym przyciskiem myszy z prawej
strony ekranu powyûej palety kolorów, czyli przez klikniëcie na
tzw. zakrapiaczu (maîy prostokâcik w wiëkszym), moûemy wywoîaê
"czytanie" koloru tîa. Teraz wystarczy tylko "dziabnâê" w jakiô
punkt ekranu i program przyjmie kolor tîa, czyli kolor
"przezroczysty" z barwy tego wîaônie punktu. Teraz przypuôêmy, ûe
nasz obrazek jest 8-kolorowy (kolor tîa + 7 kolorów "piszâcych").
Po wyciëciu kawaîka obrazka (brush) moûemy zaobserwowaê
"obrëbianie" zadanym kolorem bâdú "strzyûenie" naokoîo wszystkich
obszarów z wyjâtkiem koloru tîa. Namiastkë przeksztaîceï
morfologicznych uzyskamy przez stosowanie obwódki (rozrost) --
klawisz [o] na wyciëtym brushu lub strzyûenia (erozji)
[Shift][o]. Ewentualnie ich sekwecji, dajâcych otwarcie i
zamkniëcie.

Teraz zgodnie z teoriâ upodobniamy czëôê kolorów do barwy tîa.
Moûemy to zrobiê, wywoîujâc paletë przez naciôniëcie klawisza [p]
i manipulujâc suwakami. Po tym zabiegu z siedmiu róûnych kolorów
pozostaî tylko, powiedzmy, czerwony. Reszta przybraîa kolor tîa.
Teraz znów moûemy spróbowaê np. erozji przez [Shift][o]. I,
niestety, zgodnie z przewidywaniami nie zmniejszajâ sië jedynie
figury w kolorze czerwonym, lecz caîe pîaszczyzny, takûe z
faîszywym kolorem tîa! Co zatem zrobiê, ûeby przebiegaîo to
poprawnie? Naleûy "przemapowaê" caîy obrazek. Robimy to nie przez
-- jak moûna by sâdziê -- uûycie opcji REMAP z menu COLOR,
poniewaû ta opcja, owszem, "mapuje", lecz w sposób upodobniajâcy
nowo wgrany obrazek czy brush do 'zastanej' palety. Moûna to
zrobiê dwiema metodami. Trwaîâ i nietrwaîâ.

Trwaîa metoda polega na wywoîaniu z menu opcji SCREEN FORMAT, a
potem zmniejszeniu liczby kolorów z 8 do 2. Teraz dopiero
komputer, majâc 8 wczeôniejszych kolorów, w tym 7 ustawionych na
jeden odcieï (tîo) i 1 czerwony, dokona podziaîu na tîo i farbë
czerwonâ. Jest to wiëc przemiana trwaîa. Po wykonanym zabiegu
moûemy znów wyciâê pozostaîe czerwone fragmenty i zastosowaê,
teraz juû poprawnie, strzyûenie samych czerwonych obszarów.

Nietrwaîa metoda polega na zastosowaniu szablonu, czyli
zabezpieczeniu jednych kolorów i jednoczesnym wybraniu innych
(STENCIL). Po takim zabiegu bëdzie moûliwe pobieranie tylko tych
kolorów (RMB+brush), które nie zostaîy zaznaczone. Dla tych teû
grup kolorów bëdzie moûna przeprowadzaê róûnego rodzaju operacje
morfologiczne opisane wczeôniej.

Spójrzmy na rysunek 7. Wreszcie sukces! Coô tam zaczyna byê
widoczne. W tym wypadku byîa to prosta sprawa i daîo sië to
zrobiê tylko za pomocâ barw, bez innych przeksztaîceï obrazka. W
praktyce manipulacje odcieniami szaroôci i "barwnoôciâ" rysunku, z
jednoczesnym zastosowaniem przeksztaîceï morfologicznych, nie
zawsze sâ konieczne. Czasamim wystarcza manipulacja paletâ
rysunku.

Po "zîapaniu" kombinacji naleûy tylko wzmocniê litery,
"podkrëciê" kontrast, osîabiê tîo, i napis jak na dîoni --
rysunek 8. Moûe trochë "wyûarty", ale da sië juû odczytaê i
zrobiê odbitkë do dalszych analiz.