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Registriert seit: 29. Sep 2013 152 Beiträge |
#1
Hallo Medium,
danke fuer die Antwort. Dass man aus den x und y gradienten das endgueltige bild mittels G=sqrt(Gx*Gx + Gy*Gy) berechnet ist mir klar. Es geht mir um eine vernuenftige Darstellung der einzelnen Bilder Gx und Gy und da muessen alle Werte positiv sein. Ich habe immer noch das Problem, dass sowohl die einzelnen Bilder als auch das endgueltige Sobel Bild keinerlei Kannten zeigen. Wahrscheinlich habe ich irgendwo einen Fehler in der Implementierung. Hier mein Code:
Delphi-Quellcode:
Hier eine Prozedur zum Aufruf des Ganzen:// ############################################################## // Prozedur um Graubild zu erzeugen // ############################################################## Procedure ConvertToGrayScale(ImgIn : TBitmap; var ImgOut : TBitmap); type TRGB = Array[1..3] of Byte; PixArray = Array[1..MaxInt div SizeOf(TRGB)-1] of TRGB; PPixArray = ^PixArray; PixArray2D = Array of PPixArray; var ImgIn2D : PixArray2D; // Access to ImgIn Pixels ImgOut2D : PixArray2D; // Access to ImgOut Pixels rows,cols : Integer; GrayShade : Byte; begin // Build 2D Arrays via 'scanline' to speed up pixel operations // access pixels: Img[a]^[b][c] , a=line, b=col, c: 3=R,2=G,or 1=B // Input Image: SetLength(ImgIn2D,ImgIn.Height); For rows := 0 to ImgIn.Height-1 do ImgIn2D[rows] := ImgIn.ScanLine[rows]; // Output Image: SetLength(ImgOut2D,ImgOut.Height); For rows := 0 to ImgOut.Height-1 do ImgOut2D[rows] := ImgOut.ScanLine[rows]; // Convert to grayscale for rows := 0 to ImgIn.Height-1 do for cols := 0 to ImgIn.Width-1 do begin GrayShade := Round( 0.3 * ImgIn2D[rows]^[cols][3] + 0.6 * ImgIn2D[rows]^[cols][2] + 0.1 * ImgIn2D[rows]^[cols][1]); ImgOut2D[rows]^[cols][1] := GrayShade; // B-value ImgOut2D[rows]^[cols][2] := GrayShade; // G-value ImgOut2D[rows]^[cols][3] := GrayShade; // R-value end; end; // ############################################################## // Prozeduren um Filter Matrizen zu erzeugen // ############################################################## Procedure MakeSmoothenFilter(var Filter : TFilter); var i : Integer; begin // Set Dimensions of Filter Array SetLength(Filter,5); for i := 0 to High(Filter) do SetLength(Filter[i],5); // Define Gauss Filter Matrix // 2 4 5 4 2 // 4 9 12 9 4 // 5 12 15 12 5 // 4 9 12 9 4 // 2 4 5 4 2 // first Line Filter[0,0] := 2; Filter[0,1] := 4; Filter[0,2] := 5; Filter[0,3] := 4; Filter[0,4] := 2; // second Line Filter[1,0] := 4; Filter[1,1] := 9; Filter[1,2] := 12; Filter[1,3] := 9; Filter[1,4] := 4; // third Line Filter[2,0] := 5; Filter[2,1] := 12; Filter[2,2] := 15; Filter[2,3] := 12; Filter[2,4] := 5; // fourth Line Filter[3,0] := 4; Filter[3,1] := 9; Filter[3,2] := 12; Filter[3,3] := 9; Filter[3,4] := 4; // fifth Line Filter[4,0] := 2; Filter[4,1] := 4; Filter[4,2] := 5; Filter[4,3] := 4; Filter[4,4] := 2; end; Procedure MakeSobelFilterX(var Filter : TFilter); var i : integer; begin // Set Dimensions of Filter Array SetLength(Filter,3); for i := 0 to High(Filter) do SetLength(Filter[i],3); // Define Sobel-X Filter Matrix // -1 0 1 // -2 0 2 // -1 0 1 // first Line Filter[0,0] := -1; Filter[0,1] := 0; Filter[0,2] := 1; // second Line Filter[1,0] := -2; Filter[1,1] := 0; Filter[1,2] := 2; // third Line Filter[2,0] := -1; Filter[2,1] := 0; Filter[2,2] := 1; end; Procedure MakeSobelFilterY(var Filter : TFilter); var i : integer; begin // Set Dimensions of Filter Array SetLength(Filter,3); for i := 0 to High(Filter) do SetLength(Filter[i],3); // Define Sobel-Y Filter Matrix // 1 2 1 // 0 0 0 // -1 -2 -1 // first Line Filter[0,0] := 1; Filter[0,1] := 2; Filter[0,2] := 1; // second Line Filter[1,0] := 0; Filter[1,1] := 0; Filter[1,2] := 0; // third Line Filter[2,0] := -1; Filter[2,1] := -2; Filter[2,2] := -1; end; // ############################################################## // Prozedur um Filter auf ein Bild anzuwenden (Faltung) // ############################################################## Procedure ApplyFilterOnImage(var ImgIn, ImgOut : TBitmap; Filter : TFilter); type TRGB = Array[1..3] of Byte; PixArray = Array[1..MaxInt div SizeOf(TRGB)-1] of TRGB; PPixArray = ^PixArray; PixArray2D = Array of PPixArray; var rows,cols : Integer; // rows and cols in the image FLowX, FHighX : Integer; FLowY, FHighY : Integer; weight : Integer; // Weight for Filter Matrix ImgIn2D : PixArray2D; // Access to ImgIn Pixels ImgOut2D : PixArray2D; // Access to ImgOut Pixels SumMinus : Integer; ScaleShift : Integer; PixelSum, x, y : Integer; Pixel : Integer; begin // Filter matrix, element -> pixel position with respect to center pixel // Calculate extremes in x and y direction FLowX := -Round(0.5 * Length(Filter)-1); FHighX := +Round(0.5 * Length(Filter)-1); FLowY := -Round(0.5 * Length(Filter[0])-1); FHighY := +Round(0.5 * Length(Filter[0])-1); // Determine matrix weight and scaleshift required after convolution: ScaleShift := 0; SumMinus := 0; weight := 0; For y := 0 to High(Filter[0]) do For x := 0 to High(Filter) do begin if Filter[x,y] < 0 then SumMinus := SumMinus + Filter[x,y]; weight := weight + Abs(Filter[x,y]); end; ScaleShift := Abs(Round((SumMinus/weight)*255)); // Build 2D Arrays via 'scanline' to speed up pixel operations // access pixels: Img[a]^[b][c] , a=line, b=col, c: 3=R,2=G,or 1=B // Input Image: SetLength(ImgIn2D,ImgIn.Height); For rows := 0 to ImgIn.Height-1 do ImgIn2D[rows] := ImgIn.ScanLine[rows]; // Output Image: SetLength(ImgOut2D,ImgOut.Height); For rows := 0 to ImgOut.Height-1 do ImgOut2D[rows] := ImgOut.ScanLine[rows]; // Calculate filtered Image, i.e. convolution of Filter and ImgIn -> ImgOut For rows := 0-FLowY to ImgIn.Height-1-FHighY do For cols := 0-FLowX to ImgIn.Width-1-FHighX do begin // Perform Convolution PixelSum := 0; For y := FLowY to FHighY do For x := FLowX to FHighX do begin PixelSum := PixelSum + Filter[x-FLowX,y-FLowY]* ImgIn2D[rows+y]^[cols+x][1]; end; Pixel := Round(PixelSum/weight) + ScaleShift; ImgOut2D[rows]^[cols][1] := Pixel; ImgOut2D[rows]^[cols][2] := Pixel; ImgOut2D[rows]^[cols][3] := Pixel; end; end; // ############################################################## // Prozedur um finales Sobelbild aus Einzelbildern zu erzeugen // ############################################################## Procedure GenerateFinalSobel(ImgSx, ImgSy : TBitmap; var ImgOut : TBitmap); type TRGB = Array[1..3] of Byte; PixArray = Array[1..MaxInt div SizeOf(TRGB)-1] of TRGB; PPixArray = ^PixArray; PixArray2D = Array of PPixArray; var rows,cols : Integer; // rows and cols in the image ImgSx2D : PixArray2D; // Access to ImgSx Pixels ImgSy2D : PixArray2D; // Access to ImgSy Pixels ImgOut2D : PixArray2D; // Access to ImgOut Pixels Gx,Gy,Gf : Byte; begin // Build 2D Arrays via 'scanline' to speed up pixel operations // access pixels: Img[a]^[b][c] , a=line, b=col, c: 3=R,2=G,or 1=B // SobelX Image: SetLength(ImgSx2D,ImgSx.Height); For rows := 0 to ImgSx.Height-1 do ImgSx2D[rows] := ImgSx.ScanLine[rows]; // SobelY Image: SetLength(ImgSy2D,ImgSy.Height); For rows := 0 to ImgSy.Height-1 do ImgSy2D[rows] := ImgSy.ScanLine[rows]; // Output Image: SetLength(ImgOut2D,ImgOut.Height); For rows := 0 to ImgOut.Height-1 do ImgOut2D[rows] := ImgOut.ScanLine[rows]; // Perform G = sqrt(Gx*Gx + Gy*Gy); for rows := 0 to ImgSx.Height-1 do for cols := 0 to ImgSx.Width-1 do begin Gx := ImgSx2D[rows]^[cols][1]; Gy := ImgSy2D[rows]^[cols][1]; Gf := Round(sqrt(Abs(Gx*Gx)+Abs(Gy*Gy))); ImgOut2D[rows]^[cols][1] := Gf; ImgOut2D[rows]^[cols][2] := Gf; ImgOut2D[rows]^[cols][3] := Gf; end; end; // ############################################################## // Prozedur um geglaettetes Graubild zu erzeugen // ############################################################## Procedure Smoothen(var ImgIn, ImgOut : TBitmap); var GaussFilter : TFilter; SobelXFilter : TFilter; ImgGray : TBitmap; begin //convert to Grayscale ImgGray := TBitmap.Create; ImgGray.Width := ImgIn.Width; ImgGray.Height := ImgIn.Height; ConvertToGrayScale(ImgIn, ImgGray); //smoothen grayscale image MakeSmoothenFilter(GaussFilter); ApplyFilterOnImage(ImgGray, ImgOut, GaussFilter); end; // ############################################################## // Prozedur fuer kompletten Sobel // ############################################################## Procedure Sobel(var ImgIn, ImgOut : TBitmap); var SobelX, SobelY : TFilter; ImgSmooth, ImgSx, ImgSy : TBitmap; begin // create ImgSmooth ImgSmooth := TBitmap.create; ImgSmooth.width := ImgIn.width; ImgSmooth.height := ImgIn.height; // Smoothen Image Smoothen(ImgIn, ImgSmooth); // create ImgSx ImgSx := TBitmap.create; ImgSx.width := ImgIn.width; ImgSx.height := ImgIn.height; // create ImgSy ImgSy := TBitmap.create; ImgSy.width := ImgIn.width; ImgSy.height := ImgIn.height; // Make SobelX and SobelY Filter MakeSobelFilterX(SobelX); MakeSobelFilterY(SobelY); // Apply Sobel Filter on ImgIn -> ImgSx and ImgSy ApplyFilterOnImage(ImgSmooth, ImgSx, SobelX); ApplyFilterOnImage(ImgSmooth, ImgSy, SobelY); // ImgSx and ImgSy -> ImgOut GenerateFinalSobel(ImgSx, ImgSy, ImgOut); end;
Delphi-Quellcode:
Die Umwandlung in ein Graubild und das Glaetten mittels Gaussfilter klappt wunderbar. Die einzelnen Sobelbilder sehen nicht aus wie Bilder in denen horizontale oder vertikale Kannten betont sind sondern eher wie helle oder dunkle Bilder mit stark veraendertem Gammawert. Im finalen Sobelbild ist quasi nichts zu sehen, d.h. mehr oder weniger einfarbige Flaeche.
procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
var ImgIn, ImgOut : TBitmap; begin ImgIn := TBitmap.Create; ImgOut := TBitmap.Create; ImgIn.LoadFromFile('Book.bmp'); ImgOut.Width := ImgIn.Width; ImgOut.Height := ImgIn.Height; //Smoothen(ImgIn, ImgOut); Sobel(ImgIn, ImgOut); Image3.Picture.Bitmap := ImgOut; end; Gutelo Edit: Code ist mit Lazarus erstellt, sollte aber 1:1 auf Delphi laufen Geändert von Gutelo (27. Jul 2014 um 17:41 Uhr) |
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#2
Hast du mal ein Eingabebild und die zwei Ausgaben, die dein Programm produziert?
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#3
Hallo,
Ich habe die Bilder an dieses Post gehaengt Gutelo |
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#4
Zwar sehen deine "gesobelten" Bilder in der Tat etwas komisch aus (eher wie kontrastverminderte und teilinvertierte Versionen des Originals), aber ich sehe ein großes Problem bei deiner Vorgehensweise: Du nutzt als Zwischenspeicher für deine Schritte immer ein TBitmap. Du brauchst aber auch die negativen Werte der Sobel-Komponenten um nachher die korrekten Magnituden und Richtungen zu berechnen, da kommst du nicht drum rum!
Ich hatte für mein Programm damals eine eigenen FloatBitmap Klasse gemacht, und habe diese für sämtliche Operationen genutzt - ausser Laden und Speichern, dafür konnte diese Klasse ein .CreateFromBitmap() und ein .ToBitmap() durchführen. Ich habe die Bilder darin, also zumindest die, die zur Darstellung genutzt wurden, auf die Range 0..1 skaliert, und alle Farbkomponenten als Single hinterlegt. (Hatte auch den Hintergrund, dass ich das nachher so umgebaut habe, dass Gauss und Sobel in einem Shader von der Graka gemacht wurden, wo man das eh so braucht.) Für die Farben hatte ich eine eigene FloatColor Klasse, die Methoden wie .ToYCC() und .ToRGB() oder .ToColor() gleich mit gebracht hat. Das FloatBitmap hat davon einfach ein 2D Array verwaltet, und ein paar Methoden zum Umwandeln eben. Nutzt man sowas als "Mittler" zwischen den Schritten, sind Negative Farben und denormalisierte "Bilder" kein Problem mehr (streng genommen sind es ja schon fast keine Bilder mehr dann). Das würde ich als aller erstes machen, und dann mal schauen wie es danach aussieht. Sowohl die Normaierung auf 0..1, als auch die deutlich erhöhte Genauigkeit durch Floats sind gerade bei den Zwischenschritten zum einen eine Vereinfachung, und das Zweite je nach Anwendungsfall schon fast eine Notwendigkeit finde ich. Wenn die Geschwindigkeit nicht hin haut, könnte man auch noch mit auf Integer-Range skalierten Farben arbeiten, muss dann aber aufpassen mit Ausreissern in den Zwischenschritten die wie beim Sobel dann auch mal über "1" (bzw. MaxInt) liegen können. Und es ist eine ziemliche Rumrechnerei. Wenn wirklich sehr schnelle Verarbeitung sein soll, würde ich letztlich wieder zum Shader greifen. Da das aber eine ganze Ecke Infrastruktur und potenziell Anpassungen im gesamten Programm braucht wenn man es nicht von Anfang an darauf ausgelegt hat, will ich das nicht uneingeschränkt als Heiland preisen. Aber deine negativen Werte brauchst du. Definitiv. Wenn du die Zwischenschritte anzeigen willst, würde ich dafür das FloatBitmap von (-1..1) auf (0..255) mappen, und Werte unter/über -1/1 clampen. Dann bleibt genügend "Kontrast" um vernünftig was sehen zu können. (Diese Bilder taugen dann aber nicht mehr wirklich zum weiter damit arbeiten, nur zur Kontrollanzeige.)
"When one person suffers from a delusion, it is called insanity. When a million people suffer from a delusion, it is called religion." (Richard Dawkins)
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#5
Hallo Medium
Stimmt, ich sollte erstmal die Minuswerte beibehalten. Was meinst du mit "würde ich dafür das FloatBitmap von (-1..1) auf (0..255) mappen, und Werte unter/über -1/1 clampen". Wenn ich nicht normiere dann varrieren die Werte von minimal -4*256 bis maximal 4*256 in den beiden "Teilbildern". Im naechsten Schritt - sqrt(Gx*Gx + Gy*Gy) - sollten aehnliche Werte rauskommen. Am Ende muesste ich doch diese Bereiche auf (0..255) mappen oder nicht? Also ich rechne jetzt mal ohne Normierungsfaktor fuer die Sobel Matrizen die Werte fuer beide Sobel operatoren aus und anschliessend das finale Sobel Ergebnis. Danach bestimme ich die maximalen negativen und positiven Werte. Dann skaliere ich, so dass alle Werte zwischen 0 und 255 liegen. Richtig? Gutelo |
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#6
Wenn ich nicht normiere dann varrieren die Werte von minimal -4*256 bis maximal 4*256 in den beiden "Teilbildern".
![]() Im naechsten Schritt - sqrt(Gx*Gx + Gy*Gy) - sollten aehnliche Werte rauskommen. Am Ende muesste ich doch diese Bereiche auf (0..255) mappen oder nicht?
![]() Also ich rechne jetzt mal ohne Normierungsfaktor fuer die Sobel Matrizen die Werte fuer beide Sobel operatoren aus und anschliessend das finale Sobel Ergebnis. Danach bestimme ich die maximalen negativen und positiven Werte. Dann skaliere ich, so dass alle Werte zwischen 0 und 255 liegen. Richtig?
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"When one person suffers from a delusion, it is called insanity. When a million people suffer from a delusion, it is called religion." (Richard Dawkins)
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#7
Soderle, hab es jetzt mal umgeschrieben. Funktioniert soweit so gut -> Siehe angehaengte Bilder.
Als naechstes nehme ich NMS, Hysteresis und Hough in Angriff. Falls jemand etwas Aehnliches machen moechte, hier mein Code bis hierhin. An einigen Stellen sicher noch etwas suboptimal und verbesserungsfaehig (z.B. dass das gesammte Array extra Durchlaufen wird um die minimalen und maximalen Werte zu bestimmen.)
Delphi-Quellcode:
Verwendung aus Hauptprogramm:
unit Canny;
{$mode objfpc}{$H+} interface uses Classes, SysUtils, Graphics, LCLIntf, Dialogs, Math; type // type to store a filter TFilter = Array of Array of Integer; // types for fast access to TBitmap image pixels TRGB = Array[1..3] of Byte; PixArray = Array[1..MaxInt div SizeOf(TRGB)-1] of TRGB; PPixArray = ^PixArray; PixArray2D = Array of PPixArray; // type to store the pixels of grayscale TBitmaps in an Array // and to perform filter operations on the array values TPixelArray = Array of Array of integer; // Export Procedure ConvertToGrayScale(ImgIn : TBitmap; var ImgOut : TBitmap); Procedure CalcSobel(ImgIn : TBitmap; var ImgOut : TBitmap); implementation // ############################################################################ // Convert Color Image to Grayscale Image // ############################################################################ Procedure ConvertToGrayScale(ImgIn : TBitmap; var ImgOut : TBitmap); // var ImgIn2D : PixArray2D; // Access to ImgIn Pixels ImgOut2D : PixArray2D; // Access to ImgOut Pixels rows,cols : Integer; // rows and cols of an image GrayShade : Byte; // Gray value // begin // Build 2D Arrays via 'scanline' to speed up pixel operations // access pixels: Img[a]^[b][c] , a=line, b=col, c: 3=R,2=G,or 1=B // Input Image: SetLength(ImgIn2D,ImgIn.Height); For rows := 0 to ImgIn.Height-1 do ImgIn2D[rows] := ImgIn.ScanLine[rows]; // Output Image: SetLength(ImgOut2D,ImgOut.Height); For rows := 0 to ImgOut.Height-1 do ImgOut2D[rows] := ImgOut.ScanLine[rows]; // Convert to grayscale: for rows := 0 to ImgIn.Height-1 do for cols := 0 to ImgIn.Width-1 do begin GrayShade := Round( 0.3 * ImgIn2D[rows]^[cols][3] + 0.6 * ImgIn2D[rows]^[cols][2] + 0.1 * ImgIn2D[rows]^[cols][1]); ImgOut2D[rows]^[cols][1] := GrayShade; // B-value ImgOut2D[rows]^[cols][2] := GrayShade; // G-value ImgOut2D[rows]^[cols][3] := GrayShade; // R-value end; end; // ############################################################################ // Make Gauss Filter Matrix // ############################################################################ Procedure MakeGaussFilter(var Filter : TFilter); // var i : Integer; // begin // Set dimensions of filter array SetLength(Filter,5); for i := 0 to High(Filter) do SetLength(Filter[i],5); // Define Gauss filter matrix // 2 4 5 4 2 // 4 9 12 9 4 // 5 12 15 12 5 // 4 9 12 9 4 // 2 4 5 4 2 // first Line Filter[0,0] := 2; Filter[0,1] := 4; Filter[0,2] := 5; Filter[0,3] := 4; Filter[0,4] := 2; // second Line Filter[1,0] := 4; Filter[1,1] := 9; Filter[1,2] := 12; Filter[1,3] := 9; Filter[1,4] := 4; // third Line Filter[2,0] := 5; Filter[2,1] := 12; Filter[2,2] := 15; Filter[2,3] := 12; Filter[2,4] := 5; // fourth Line Filter[3,0] := 4; Filter[3,1] := 9; Filter[3,2] := 12; Filter[3,3] := 9; Filter[3,4] := 4; // fifth Line Filter[4,0] := 2; Filter[4,1] := 4; Filter[4,2] := 5; Filter[4,3] := 4; Filter[4,4] := 2; end; // ############################################################################ // Make Sobel-X Filter Matrix // ############################################################################ Procedure MakeSobelXFilter(var Filter : TFilter); // var i : integer; // begin // Set dimensions of filter array SetLength(Filter,3); for i := 0 to High(Filter) do SetLength(Filter[i],3); // Define Sobel-X filter matrix // -1 0 1 // -2 0 2 // -1 0 1 // first Line Filter[0,0] := -1; Filter[0,1] := 0; Filter[0,2] := 1; // second Line Filter[1,0] := -2; Filter[1,1] := 0; Filter[1,2] := 2; // third Line Filter[2,0] := -1; Filter[2,1] := 0; Filter[2,2] := 1; end; // ############################################################################ // Make Sobel-Y Filter Matrix // ############################################################################ Procedure MakeSobelYFilter(var Filter : TFilter); // var i : integer; // begin // Set dimensions of filter array SetLength(Filter,3); for i := 0 to High(Filter) do SetLength(Filter[i],3); // Define Sobel-Y filter matrix // 1 2 1 // 0 0 0 // -1 -2 -1 // first Line Filter[0,0] := 1; Filter[0,1] := 2; Filter[0,2] := 1; // second Line Filter[1,0] := 0; Filter[1,1] := 0; Filter[1,2] := 0; // third Line Filter[2,0] := -1; Filter[2,1] := -2; Filter[2,2] := -1; end; // ############################################################################ // Convert "Image -> Pixel Array" and "Pixel Array -> Image" // ############################################################################ Procedure ImgToPixArray(ImgIn : TBitmap; var PixArr : TPixelArray); // var H,W : Integer; ImgIn2D : PixArray2D; rows, cols : Integer; // begin // Store height and width of input image H := ImgIn.Height; W := ImgIn.Width; // Fast access to input image: SetLength(ImgIn2D,H); For rows := 0 to H-1 do ImgIn2D[rows] := ImgIn.ScanLine[rows]; // Set dimensions of pixel array SetLength(PixArr,H); For rows := 0 to H-1 do SetLength(PixArr[rows],W); // Copy pixel values of input image to pixel array For rows := 0 to H-1 do For cols := 0 to W-1 do begin PixArr[rows,cols] := ImgIn2D[rows]^[cols][1]; end; end; Procedure PixArrayToImg(PixArr : TPixelArray; var ImgOut : TBitmap); // var H,W : Integer; ImgOut2D : PixArray2D; rows, cols : Integer; MinVal, MaxVal : integer; Pixel : Integer; // begin // Store height and width of input image H := Length(PixArr); W := Length(PixArr[0]); // Initialize output image ImgOut := TBitmap.Create; ImgOut.Width := W; ImgOut.Height := H; // Fast access to output Image: SetLength(ImgOut2D,H); For rows := 0 to H-1 do ImgOut2D[rows] := ImgOut.ScanLine[rows]; // Determine minimum and maximum values in pixel array MinVal := PixArr[0,0]; MaxVal := PixArr[0,0]; For rows := 0 to H-1 do For cols := 0 to W-1 do begin if PixArr[rows,cols] < MinVal then MinVal := PixArr[rows,cols]; if PixArr[rows,cols] > MaxVal then MaxVal := PixArr[rows,cols]; end; // Rescale value range to 0..255 and copy values to output image For rows := 0 to H-1 do For cols := 0 to W-1 do begin // only scale if necessary if (MinVal < 0) or (MaxVal > 255) then Pixel := Round(255*((PixArr[rows,cols] - MinVal)/ (MaxVal-MinVal))) else Pixel := PixArr[rows,cols]; // Copy values to output image ImgOut2D[rows]^[cols][1] := Pixel; ImgOut2D[rows]^[cols][2] := Pixel; ImgOut2D[rows]^[cols][3] := Pixel; end; end; // ############################################################################ // Apply Filter on Pixel Array // ############################################################################ Procedure ApplyFilterOnPixArray(PA_In : TPixelArray; var PA_Out : TPixelArray; Filter : TFilter; DoWeight : Boolean); // var H,W : Integer; // Height and width of ImgIn rows,cols : Integer; // rows and cols in the image weight : Integer; // Weight for Filter Matrix FilterBT : Integer; // Border Thickness of Filter around central element x, y : Integer; // Variables for Convolution PixelSum : Integer; // Convolution Value Pixel : Integer; // Final Pixel Value // begin // Border thickness of filter around central matrix element: // Examples: 3x3 Matrix -> BT=1 , 5x5 Matrix -> BT=3 FilterBT := Round(0.5 * (Length(Filter)-1)); // Store height and width of input pixel array (PA_In): H := Length(PA_In); W := Length(PA_In[0]); // Set dimensions of output pixel array (PA_Out), "removes Filter Border": SetLength(PA_Out, H-(2*FilterBT)); For rows := 0 to High(PA_Out) do SetLength(PA_Out[rows],W-(2*FilterBT)); // Determine filter matrix weight: weight := 0; For y := 0 to High(Filter[0]) do For x := 0 to High(Filter) do begin weight := weight + Abs(Filter[x,y]); end; // Calculate filtered Image, i.e. perform convolution of Filter and PA_In -> PA_Out For rows := FilterBT to High(PA_In)-FilterBT do For cols := FilterBT to High(PA_In[0])-FilterBT do begin // Perform convolution PixelSum := 0; For y := -FilterBT to FilterBT do For x := -FilterBT to FilterBT do begin PixelSum := PixelSum + Filter[x+FilterBT,y+FilterBT]* PA_In[rows+y,cols+x]; end; // Apply weight when required if DoWeight then Pixel := Round(PixelSum/weight) else Pixel := PixelSum; // write output pixel array PA_Out[rows-FilterBT,cols-FilterBT] := Pixel; end; end; // ############################################################################ // Make final Sobel pixel array based on Sobel-X and Sobel-Y // ############################################################################ Procedure MakeSobel(PA_Sx, PA_Sy : TPixelArray; var PA_Out : TPixelArray); // var rows, cols : Integer; Sx, Sy : Integer; // begin // Set dimensions of output pixel array SetLength(PA_Out,Length(PA_Sx)); For rows := 0 to High(PA_Out) do SetLength(PA_Out[rows], Length(PA_Sx[0])); // calculate output pixel array: For rows := 0 to High(PA_Sx) do For cols := 0 to High(PA_Sx[0]) do begin Sx := PA_Sx[rows,cols]; Sy := PA_Sy[rows,cols]; // write output pixel array PA_Out[rows,cols] := Round(sqrt(Sx*Sx + Sy*Sy)); end; end; // ############################################################################ // Procedure to perform complete Sobel calculation // ############################################################################ Procedure CalcSobel(ImgIn : TBitmap; var ImgOut : TBitmap); var ImgGray : TBitmap; PA_Gray, PA_Gauss, PA_SobelX, PA_SobelY, PA_Sobel : TPixelArray; GaussFilter, SobelX, SobelY : TFilter; begin ImgGray := TBitmap.Create; ImgGray.Width := ImgIn.Width; ImgGray.Height := ImgIn.Height; // Convert color input image (ImgIn) to grayscale image (ImgGray) // and convert ImgGray to pixel array format (PA_Gray) ConvertToGrayScale(ImgIn,ImgGray); ImgToPixArray(ImgGray, PA_Gray); // Apply Gauss smoothening filter to PA_Gray -> PA_Gauss MakeGaussFilter(GaussFilter); ApplyFilterOnPixArray(PA_Gray, PA_Gauss, GaussFilter, true); // Apply SobelX filter to PA_Gauss -> PA_SobelX MakeSobelXFilter(SobelX); ApplyFilterOnPixArray(PA_Gauss, PA_SobelX, SobelX, false); // Apply SobelY filter to PA_Gauss -> PA_SobelY MakeSobelYFilter(SobelY); ApplyFilterOnPixArray(PA_Gauss, PA_SobelY, SobelY, false); // Combine PA_SobelX and PA_SobelY -> PA_Sobel MakeSobel(PA_SobelX, PA_SobelY, PA_Sobel); // Convert PA_Sobel to output image (ImgOut) PixArrayToImg(PA_Sobel, ImgOut); end; end.
Delphi-Quellcode:
Gutelo
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var ImgIn, ImgOut : TBitmap; begin ImgIn := TBitmap.Create; ImgOut := TBitmap.Create; ImgIn.LoadFromFile('Test.bmp'); CalcSobel(ImgIn, ImgOut); Image3.Picture.Bitmap := ImgOut; end; |
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