Computação Gráfica: Filtros e Processamento de Imagens Digitais

Afluentes: Computação Gráfica

Filtros

Iremos usar para os exemplos a mesma imagem utilizada no conteúdo anterior.

Tons de Cinza

 1import sys
 2import pygame
 3
 4
 5def gray_scale(img):
 6    for y in range(image.get_height()):
 7        for x in range(image.get_width()):
 8            r, g, b, a = image.get_at((x, y))
 9            c = ((0.299 * r) + (0.587 * g) + (0.114 * b))
10            image.set_at((x, y), (c, c, c))
11
12
13argc = len(sys.argv)
14img_in = sys.argv[1]
15img_out = sys.argv[2]
16
17pygame.init()
18
19image = pygame.image.load(img_in)
20w = image.get_width()
21h = image.get_height()
22display_surface = pygame.display.set_mode((w, h))
23
24gray_scale(image)
25
26pygame.image.save(image, img_out)
27
28pygame.display.set_caption(img_in + ' -> ' + img_out)
29
30finish = False
31while not finish:
32    display_surface.blit(image, (0, 0))
33    for event in pygame.event.get():
34        if event.type == pygame.QUIT:
35            finish = True
36        elif event.type == pygame.KEYDOWN:
37            if event.key == pygame.K_ESCAPE:
38                finish = True
39        pygame.display.update()
40pygame.quit()
41quit()

Lineart

 1import sys
 2import pygame
 3
 4
 5def line_art(image, surface, limiar):
 6    surface.fill((255, 255, 255))
 7    for y in range(image.get_height()):
 8        for x in range(image.get_width()):
 9            # primeiro calculamos o tom de cinza do pixel
10            r, g, b, a = image.get_at((x, y))
11            c = ((0.299 * r) + (0.587 * g) + (0.114 * b))
12            # e depois separamos pelo limiar
13            if c < limiar:
14                c = 0  # se menor que o limiar, fica preto
15            else:
16                c = 255  # se maior, fica branco
17            surface.set_at((x, y), (c, c, c))
18
19
20argc = len(sys.argv)
21img_in = sys.argv[1]
22img_out = sys.argv[2]
23limiar = 100
24
25if len(sys.argv) == 4:
26    limiar = int(sys.argv[3])
27
28pygame.init()
29
30image = pygame.image.load(img_in)
31w = image.get_width()
32h = image.get_height()
33surface = pygame.display.set_mode((w, h))
34
35line_art(image, surface, limiar)
36
37pygame.display.set_caption(
38    img_in + ' -> ' + img_out + ' limiar: ' + str(limiar))
39
40finish = False
41pygame.key.set_repeat(1)
42while not finish:
43    for event in pygame.event.get():
44        keypressed = False
45        if event.type == pygame.QUIT:
46            finish = True
47        elif event.type == pygame.KEYDOWN:
48            # Vamos as teclas para mudar o limiar em
49            # tempo de execução. Seta para cima aumenta
50            # o limiar e seta para baixo diminui
51            if event.key == pygame.K_ESCAPE:
52                finish = True
53            if event.key == pygame.K_UP:
54                limiar += 1
55                keypressed = True
56                if limiar > 255:
57                    limiar = 255
58            if event.key == pygame.K_DOWN:
59                limiar -= 1
60                keypressed = True
61                if limiar < 0:
62                    limiar = 0
63        if keypressed:
64            print('limar:', limiar)
65            line_art(image, surface, limiar)
66        pygame.display.update()
67
68pygame.image.save(surface, img_out)
69
70pygame.quit()
71quit()

Detecção de Bordas Roberts

 1import sys
 2import pygame
 3
 4
 5def gray_scale(img):
 6    for y in range(image.get_height()):
 7        for x in range(image.get_width()):
 8            r, g, b, a = image.get_at((x, y))
 9            c = ((0.299 * r) + (0.587 * g) + (0.114 * b))
10            image.set_at((x, y), (c, c, c))
11
12'''
13Matrixes de convolução do algoritmo de Roberts para detecção
14de bordas
15     
16GX = | +1  0 |
17     |  0 -1 |
18
19GY = |  0 +1 |
20     | -1  0 |
21'''
22
23
24def roberts(img):
25    for y in range(h-1):
26        for x in range(w-1):
27            a, _, _, _ = image.get_at((x, y))
28            b, _, _, _ = image.get_at((x+1, y))
29            c, _, _, _ = image.get_at((x, y+1))
30            d, _, _, _ = image.get_at((x+1, y+1))
31
32            gx = d - a
33            gy = b - c
34            g = abs(abs(gx) + abs(gy))
35            if g > 255:
36                g = 255
37            image.set_at((x, y), (g, g, g))
38
39
40argc = len(sys.argv)
41img_in = sys.argv[1]
42img_out = sys.argv[2]
43
44pygame.init()
45white = (255, 255, 255)
46image = pygame.image.load(img_in)
47w = image.get_width()
48h = image.get_height()
49display_surface = pygame.display.set_mode((w, h))
50
51gray_scale(image)   # Primeiro deixamos em tons de cinza
52roberts(image)      # Depois detectamos as bordas usando Roberts
53
54pygame.image.save(image, img_out)
55
56pygame.display.set_caption("Roberts - " + img_out)
57
58finish = False
59while not finish:
60    for event in pygame.event.get():
61        if event.type == pygame.QUIT:
62            finish = True
63        elif event.type == pygame.KEYDOWN:
64            if event.key == pygame.K_ESCAPE:
65                finish = True
66    display_surface.blit(image, (0, 0))
67    pygame.display.update()
68pygame.quit()
69quit()

Histograma de Frequência

O histograma de uma imagem é simplesmente um conjunto de números indicando o percentual de pixels naquela imagem que apresentam um determinado nível de cinza. Estes valores são normalmente representados por um gráfico de barras que fornece para cada nível de cinza o número (ou o percentual) de pixels correspondentes na imagem. Através da visualização do histograma de uma imagem obtemos uma indicação de sua qualidade quanto ao nível de contraste e quanto ao seu brilho médio (se a imagem é predominantemente clara ou escura).

 1import sys
 2import pygame
 3import matplotlib.pyplot as plt
 4
 5pygame.init()
 6
 7filename = sys.argv[1]
 8image = pygame.image.load(filename)
 9
10hist_x = []
11hist_y = []
12for i in range(256):
13    hist_x.append(i)
14    hist_y.append(0)
15
16for y in range(image.get_height()):
17    for x in range(image.get_width()):
18        r, g, b, a = image.get_at((x, y))
19        gray = int((0.299 * r) + (0.587 * g) + (0.114 * b))
20        hist_y[gray] += 1
21
22plt.plot(hist_x, hist_y)
23plt.show()
24
25pygame.quit()
26quit()

Histograma de Frequência de Imagens Coloridas

 1import sys
 2import pygame
 3import matplotlib.pyplot as plt
 4
 5pygame.init()
 6
 7filename = sys.argv[1]
 8image = pygame.image.load(filename)
 9
10hist_x = []
11hist_yr = []
12hist_yg = []
13hist_yb = []
14for i in range(256):
15    hist_x.append(i)
16    hist_yr.append(0)
17    hist_yg.append(0)
18    hist_yb.append(0)
19
20for y in range(image.get_height()):
21    for x in range(image.get_width()):
22        r, g, b, a = image.get_at((x, y))
23        hist_yr[r] += 1
24        hist_yg[g] += 1
25        hist_yb[b] += 1
26
27plt.plot(hist_x, hist_yr, color="red")
28plt.plot(hist_x, hist_yg, color="green")
29plt.plot(hist_x, hist_yb, color="blue")
30plt.show()
31
32pygame.quit()
33quit()