
Python图像处理实战
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Python图像处理【1】图像与视频处理基础
图像处理是指在计算机上使用算法和代码对图像进行自动处理、操作和分析,而视频处理是图像处理的一种特殊情况(视频文件或视频流有连续的图像序列构成)。图像和视频处理在许多领域都有应用广泛的应用,如电视、摄影、机器人、遥感、医学诊断和工业检查等。在本节中,我们将聚焦一些简单的图像和视频处理问题,用于帮助我们理解图像和视频的基本概念。原创 2022-11-25 07:30:00 · 97767 阅读 · 113 评论 -
Python图像处理【2】探索Python图像处理库
和多数编程任务类似,在编写图像处理应用程序时,我们无需重复“造轮子”的过程,利用 Python 强大且丰富的第三方库能够大量缩减应用程序的编写时间,达到事半功倍的效果。在本节中,我们将学习使用不同的 Python 库实现一些常见的图像处理、变换和可视化技术,这些技术通常可以用作更复杂的图像处理任务的基本预处理/后处理步骤。原创 2022-11-28 07:30:00 · 90684 阅读 · 80 评论 -
Python图像处理【3】Python图像处理库应用
和多数编程任务类似,在编写图像处理应用程序时,我们无需重复“造轮子”的过程,利用 Python 强大且丰富的第三方库能够大量缩减应用程序的编写时间,达到事半功倍的效果。在本节中,我们将学习使用不同的 Python 库实现一些常见的图像处理、变换和可视化技术,这些技术通常可以用作更复杂的图像处理任务的基本预处理/后处理步骤。原创 2022-12-01 14:16:54 · 95554 阅读 · 58 评论 -
Python图像处理【4】图像线性变换
图像线性变换是图像处理中的基本运算,通常用于调整图像的视觉效果,例如图像对比度、亮度、平移以及缩放等操作。在本节中,我们介绍了 2D 线性变换的基本概念以及如何在图像中应用 2D 线性变换。我们首先从基础数学原理入手,以便在代码实现之前了解线性变化的核心思想,然后介绍了如何在图像上应用欧几里得变换(例如,旋转、反射)和仿射转换。原创 2022-12-18 07:30:00 · 3183 阅读 · 16 评论 -
Python图像处理【5】图像扭曲与逆扭曲详解
图像变换分为线性变换与非线性变换两类,我们已经学习了如何在图像上应用欧几里得变换(例如,旋转、反射)和仿射转换。在本节中,我们将进一步学习如何利用 scikit-image 库执行图像变换,除了线性变换外,本节着重讲解了如何执行旋涡变换、弹性变换等非线性变换。原创 2022-12-21 07:30:00 · 3971 阅读 · 5 评论 -
Python图像处理【6】通过哈希查找重复和类似的图像
哈希函数 (Hash Function) 可以将任意长度的数据字符串映射到固定长度的输出,通常用于压缩输入数据。在本节中,我们介绍图像搜索中的两个相关问题,即使用基于哈希函数的方法来解决问题图像搜索问题,包括查找重复图像和查找类似图像,我们分别使用了 MD5 算法和感知哈希函数解决这两个问题。原创 2022-12-25 07:30:00 · 3073 阅读 · 8 评论 -
Python图像处理【7】采样、卷积与离散傅里叶变换
采样 (Sampling) 是用于选择/丢弃图像像素的空间操作,通常用于增加/减小图像大小;而卷积是一种局部数学运算,通过将像素及其相邻像素的强度值乘以卷积核实现;使用不同核执行图像卷积会在输出图像中产生不同的效果。离散傅里叶变换 (Discrete Fourier Transform, DFT) 的基本思想是将图像视为二维函数,该函数可以表示为二维正弦和余弦(傅里叶基/系数)的加权和。在本节中,我们介绍了频域图像处理概念以及相关问题,包括采样、卷积和离散傅里叶变换。原创 2022-12-27 07:30:00 · 1685 阅读 · 10 评论 -
Python图像处理【8】使用低通滤波器模糊图像
低通滤波器 (Low Pass Filter, LPF) 过滤了图像中的高频部分,并仅允许低频部分通过。因此,在图像上应用 LPF 会删除图像中的细节/边缘和噪声/离群值,此过程也称为图像模糊(或平滑),图像平滑可以作为复杂图像处理任务的预处理部分。在本节中,我们将学习如何使用不同类型的滤波器核执行图像卷积以模糊图像。原创 2023-03-01 07:30:00 · 3295 阅读 · 35 评论 -
Python图像处理【9】使用高通滤波器执行边缘检测
高通滤波器 (High Pass Filters, HPF) 是一系列滤波器,这些滤波器仅允许来自图像频率响应(使用 DFT 获取)的高频部分通过,并过滤所有小于截止值的低频部分。使用逆 DFT 重建图像时,由于高频分量对应于边缘/细节等,因此利用 HPF 可以提取或增强图像中的边缘/细节。在本节中,我们将学习如何使用 OpenCV 的 FFT 模块实现 HPF 检测图像中对象边缘,例如 Ideal、Gaussian 和 Butterworth HPF。原创 2023-03-13 07:30:00 · 1666 阅读 · 6 评论 -
Python图像处理【10】基于离散余弦变换的图像压缩
随着大数据时代的到来,图像数据在质量提高的同时,其大小也变得越来越大,在存储、传输、处理时非常困难,因此图像数据的压缩就显得非常重要。图像压缩是数据压缩技术在图像上的应用,利用图像压缩可以减少图像数据中的冗余信息,从而能够更加高效存储和传输数据。在本节中,我们首先介绍离散余弦变换 (Discrete Cosine Transform, DCT) 的基本原理,利用 DCT 执行图像压缩操作,并实现图像 JPEG 压缩。原创 2023-03-20 07:30:00 · 2302 阅读 · 4 评论 -
Python图像处理【11】利用反卷积执行图像去模糊
模糊操作(例如,高斯模糊)是线性的,从数学上讲模糊过程是可逆的,即可以通过模糊图像恢复原始高清图像。但在实践中,该问题的逆过程计算起来非常困难。在本节中,我们学习了如何通过对图像的拉普拉斯方差进行简单的阈值处理来检测图像是否模糊,以及如何使用 SimpleItk 和 scikit-image 库函数的反卷积算法来消除图像中的模糊。原创 2023-04-04 07:30:00 · 2944 阅读 · 4 评论 -
Python图像处理【12】基于小波变换执行图像去噪
离散小波变换是对基本小波的尺度和平移进行离散化的一种谱分析工具,能够同时考察局部时域过程的频域特征以及局部频域过程的时域特征。对于图像来说,离散小波变换能够将图像变换为一系列的小波系数并将这些系数进行高效的压缩和储存,并且可以更好地还原和表现图像。本节中,我们学习了小波变换的基本原理,以及如何利用 pywt 和 scikit-image 库实现小波变换图像去噪。原创 2023-04-14 12:30:16 · 5185 阅读 · 3 评论 -
Python图像处理【13】使用PIL执行图像降噪
在本节中,我们将介绍一些空域滤波器,以及如何使用 Pillow 库函数实现这些滤波器。我们将介绍诸如平均 (mean) 和加权平均 (weighted mean) 之类的线性滤波器,在后续的学习中我们会介绍诸如 max 和 min 滤波器之类的非线性滤波器。通过在图像上滑动应用卷积核窗口,每个输出像素是输入图像中对应输入像素的邻域像素的(线性或非线性)函数。原创 2023-07-27 07:15:02 · 848 阅读 · 16 评论 -
Python图像处理【14】基于非线性滤波器的图像去噪
噪声是干扰图像正常分析和处理的一个重要因素,一幅图像在实际应用中可能存在各种各样的噪声,噪声可能在拍摄中产生,也可能在传输过程中产生。在本节中,我们学习了几种常见的非线性滤波器包括 min、max 和 mode 滤波器,并将这些滤波器用于图像降噪,从而提高图像质量,便于后续进行处理与分析,并且对比了不同滤波器在图像去噪方面的不同效果。原创 2023-10-22 10:26:31 · 678 阅读 · 57 评论 -
Python图像处理【15】基于非锐化掩码锐化图像
图像平滑与图像锐化是两种效果相反的图像处理技术,图像平滑往往使图像中的边界、轮廓变得模糊,而图像锐化就是为了减少模糊图像中不利于图像分析的效果,使图像的边缘变的清晰。本节中,我们学习了使用多种不同图像处理库(包括 scikit-image、PIL 以及 OpenCV 等)来解决图像锐化问题。原创 2023-11-01 07:30:00 · 428 阅读 · 4 评论 -
Python图像处理【16】OpenCV直方图均衡化
对比度拉伸/直方图均衡化使用单调非线性映射重新分配输入图像中的像素强度值,以使输出图像具有均匀的强度分布(平坦直方图),从而增强图像的对比度。本节中,介绍了直方图均衡化的基本概念,并且实现两种(全局和局部)直方图均衡化算法。原创 2024-01-05 08:18:09 · 1371 阅读 · 1 评论 -
Python图像处理【17】指纹增强和细节提取
指纹是人类手指末端指腹上由凹凸的皮肤所形成的纹路,众所周知,指纹具有“各不相同、终生不变”的特性,因此指纹通常可以用于识别人的身份。但是,由于皮肤和印模条件的变化,指纹图像质量会下降和损坏。因此,需要在细节提取之前采用图像增强技术。本节中,我们学习了如何利用形态学操作增强指纹图像,并提取指纹细节。原创 2024-01-11 08:08:58 · 1378 阅读 · 3 评论 -
Python图像处理【18】边缘检测详解
边缘检测是图像处理和计算机视觉中的基本问题,边缘检测的目的是标识图像中亮度变化明显的点,图像属性中的显著变化通常反映了图像中的重要变化和特征。边缘检测是图像处理和计算机视觉中,尤其是特征提取中的一个重要研究领域。在本节中,我们学习了多种边缘检测算法,包括基于梯度的算法以及基于深度神经网络的方法。原创 2024-01-17 08:16:15 · 1334 阅读 · 7 评论 -
Python图像处理【19】基于霍夫变换的目标检测
霍夫变换是一种特征提取 (feature extraction) 技术,在图像分析、计算机视觉等领域应用广泛,利用霍夫变换可以辨别并提取图像中的目标特征。本节中,我们学习了霍夫变换的基本原理,进一步将广义霍夫变换将其扩展到检测任意形状对象,并学习了如何利用霍夫变换检测图像中的目标对象。原创 2024-01-22 07:40:17 · 1180 阅读 · 11 评论 -
Python图像处理【20】图像金字塔
图像金字塔是一种表达多尺度图像一种技术,是一种以多分辨率来解释图像的有效且简单的结构,通常而言,一幅图像的图像金字塔是一系列以金字塔形状(自下而上)分辨率逐步降低的图像集合(来源于同一张原始图的图像不同分辨率)。本节中,介绍了图像金字塔的基本概念,包括高斯金字塔和拉普拉斯金字塔,并利用图像金字塔实现了图像混合应用。原创 2024-02-28 08:00:10 · 1155 阅读 · 11 评论 -
Python图像处理【21】基于卷积神经网络增强微光图像
在本节中,我们将学习如何基于预训练的深度学习模型执行微光/夜间图像增强。由于难以同时处理包括亮度、对比度、伪影和噪声在内的所有因素,因此微光图像增强一直是一项具有挑战性的问题。为了解决这一问题,提出了多分支微光增强网络 (multi-branch low-light enhancement network, MBLLEN),其关键思想是提取不同尺度的丰富特征,以便可以通过多个子网应用图像增强。最后,通过多分支融合生成输出图像,采用这种方式图像质量得到了极大的提高。原创 2024-03-05 08:09:52 · 1187 阅读 · 24 评论 -
Python图像处理【22】基于卷积神经网络的图像去雾
图像去雾已成为计算机视觉的重要研究方向,在雾、霾等恶劣天气下拍摄的的图像通常由于大气散射的作用,图像质量严重下降使颜色偏灰白色,对比度降低,物体特征难以辨认,还会影响图像的分析与处理。因此,需要使用图像去雾技术来增强或修复图像,以改善视觉效果并便于图像的后续处理。在本节中,我们学习了一种基于卷积神经网络的图像去雾模型,通过使用训练后的模型可以显著改善图像视觉效果。原创 2024-03-11 08:33:07 · 1870 阅读 · 39 评论 -
Python图像处理【23】分布式图像处理
分布式处理可以将位于不同地点的、或具有不同功能的、或拥有不同数据的多台计算机通过通信网络连接起来,在控制系统的统一管理控制下,协调地完成大规模信息处理任务,利用分布式处理可以提高信息处理速度。在本节中,我们学习了如何使用 Dask 完成分布式图像处理,从而提高图像处理速度。原创 2024-03-18 08:29:30 · 1194 阅读 · 11 评论 -
Python图像处理【24】面部变形(face morphing)
面部图像处理是提取和分析人类面部信息的研究领域,人脸是图像处理中的最重要的对象之一。因此,在过去的几十年中,面部图像的自动处理和识别已经得到了研究人员的极大关注。在本节中,我们学习了如何使用 dlib 库执行面部变形操作。原创 2024-04-22 08:25:12 · 1254 阅读 · 10 评论 -
[Python图像处理] 使用OpenCV检测对象颜色
检测图像中对象颜色的一种简单方法是首先将图像从 RGB 转换为 HSV 颜色空间,然后使用一系列色调检测对象,这可以通过使用 OpenCV 库轻松完成。为了完成对象检测任务,我们需要使用感兴趣对象的颜色值范围,使用颜色值范围识别和提取的图像中目标对象。之后,我们可以更改检测到的对象的颜色,甚至可以直接删除检测到的对象。原创 2022-12-05 13:58:09 · 87653 阅读 · 33 评论 -
[Python图像处理] 合成微缩效果
图像中的模糊效果可以强烈影响被拍摄场景的感知,模糊在传达所需的尺寸和距离感方面起着重要作用。合成微缩 (miniature faking) 是一个使真实大小物体照片看起来像微缩模型照片的过程,也称为 Diorama Effect/Fillusion,照片的模糊部分模拟了通常在特写摄影中通常遇到的近景深度,从而使场景看起来比实际场景小得多。原创 2022-12-08 07:30:00 · 86976 阅读 · 14 评论 -
[Python图像处理] 使用 HSV 色彩空间检测病毒对象
在本节中,我们将学习如何使用 OpenCV 在 HSV 色彩空间中使用特定颜色检测感兴趣对象。我们需要通过指定颜色值范围识别和提取感兴趣的对象,使用具有病毒的血细胞图像,我们的目标在于识别绿色的病毒对象。原创 2022-12-22 07:50:58 · 979 阅读 · 0 评论 -
[Python图像处理] 使用高通滤波器实现同态滤波
同态滤波是一种去除图像中乘性噪声的技术,常用于校正图像中的不均匀照明。根据光照反射模型模型,图像中像素的强度(即对象上的点反射的光)是场景照明和场景中对象反射的结果。傅立叶变换在加法下是线性关联的,但在乘法下并不关联。因此,傅立叶方法仅在将噪声作为原始图像的附加项建模时,才适合从图像中去除噪声。在本节中,我们将学习如何使用 Butterworth HPF 实现同态滤波器。原创 2023-03-07 07:30:00 · 1590 阅读 · 2 评论 -
[Python图像处理] 频域相位相关模板匹配
相位相关 (Phase Correlation) 是一种可用于估计两个相似图像之间的相对平移偏移的方法。它通常用于图像匹配,并依赖于图像的频域表示,通常通过快速傅里叶变换计算。本节中,我们使用频域相位解决相关模板匹配。原创 2023-03-15 07:30:00 · 656 阅读 · 0 评论 -
[Python图像处理] 使用LPF/Notch滤波器执行图像去噪
在本节中,我们将学习如何使用频域滤波器(例如高斯低通滤波器和 Notch 滤波器)从输入图像中删除噪声。我们将首先使用 Notch 滤波器删除周期性噪声,然后介绍如何使用例如高斯滤波器等低通滤波器 (Low Pass Filter, LPF) 输出图像中的脉冲噪声。原创 2023-03-05 07:30:00 · 1030 阅读 · 18 评论 -
[Python图像处理] 基于离散余弦变换的图像去噪
在本节中,我们将学习如何使用离散余弦变换( Discrete Cosine Transform, DCT) 对带有噪声的 RGB 彩色图像执行去噪操作,得到纯净的原始图像。原创 2023-03-23 07:56:52 · 1085 阅读 · 0 评论 -
[Python图像处理] 小波变换执行图像融合
图像融合是将多个输入图像组合到单个输出图像中的过程,输出图像中包含比单个输入图像更好的场景描述,本节将介绍如何基于小波变换执行图像融合。原创 2023-04-26 07:48:01 · 1583 阅读 · 3 评论 -
[Python图像处理] 基于离散余弦变换的安全扩频数字水印
数字水印是可见的或不可见的标识码,这种标识码被永久嵌入图像中,并且即使在解码过后后仍存在于图像中。在本节中,我们将采用基于离散余弦变换 (Discrete Cosine Transform, DCT) 的水印技术,将水印构造为一个独立同分布的高斯随机向量,该向量以类似扩频的方式隐秘的插入到数据感知上最重要的频谱分量中。原创 2023-06-09 07:44:00 · 534 阅读 · 2 评论 -
[Python图像处理] 基于图像均值消除随机噪声
在本节中,我们将学习如何从一组带有噪声的输入图像中估算一个无噪声的图像,所有图像都是通过使用原始(无噪声)图像像素添加独立同分布的随机噪声创建的,只需计算噪声图像的平均值/中值。原创 2023-11-08 07:25:22 · 225 阅读 · 3 评论 -
[Python图像处理] 基于曲率驱动算法的图像去噪
在本节中,我们将学习如何使用曲率驱动的滤波器和各向异性扩散滤波器来从带有噪声的图像中删除噪声。原创 2023-12-29 08:15:51 · 1089 阅读 · 1 评论 -
[Python图像处理] 使用OpenCV创建深度图
深度图是一种表示场景中不同点距离相机的图像。它提供了关于场景中物体的距离信息,可以用于3D重建、虚拟现实、增强现实等应用。在本节中,我们将学习如何使用 OpenCV 函数来计算立体图像的深度图。原创 2024-01-28 08:01:44 · 533 阅读 · 2 评论 -
[Python图像处理] 使用OpenCV创建对象显着图
显着图是显示每个像素独特质量的图像,显着图的目的是简化或将图像的表示形式更改为更有意义和易于分析的内容。在本节中,我们将学习如何使用 OpenCV 函数来使用静态显着性检测算法来定位图像的最显着区域。原创 2024-01-29 08:23:16 · 1022 阅读 · 5 评论 -
[Python图像处理] 使用OpenCV创建色调图
色调映射将图像的强度改变到高水平或高动态范围,降低 HDR 图像的整体对比度以便于在具有较低动态范围的设备或打印输出上显示,并且可以应用于生成具有保留的局部对比度的图像。在本节中,我们将学习如何使用 OpenCV 函数在 HDR 图像上应用色调映射。原创 2024-02-05 08:15:16 · 1100 阅读 · 3 评论