实施拉普拉斯 3x3

Question

我正在阅读 Gonzalez 和 Woods 的 DIP 第 2 版，并尝试使用 wxImage 用拉普拉斯面具（第 129 和 130 页）弄脏我的手。

float kernel [3][3]= {{1, 1, 1},{1,-8, 1},{1, 1, 1}};   

这里是处理循环：

unsigned char r,g,b;                    

float rtotal, gtotal, btotal; rtotal = gtotal = btotal = 0.0;   
//ignore the border pixel              

for(int i = 1; i<imgWidth-1; i++)
{

   for(int j = 1; j<imgHeight-1; j++) 
    {

     rtotal = gtotal=btotal =0.0;


       for(int y = -1; y<=1;y++)

       {

            for(int x = -1; x<=1;x++)

            {

            // get each channel pixel value

            r = Image->GetRed(i+y,j+x);

            g = Image->GetGreen(i+y,j+x);

            b = Image->GetBlue(i+y,j+x);

            // calculate each channel surrouding neighbour pixel value base   

            rtotal += r* kernel[y+1][x+1];

            gtotal += g* kernel[y+1][x+1] ;

            btotal += b* kernel[y+1][x+1];

            }

    }
            //edit1: here is how to sharpen the image
            // original pixel - (0.2 * the sum of pixel neighbour)
            rtotal = loadedImage->GetRed(x,y) - 0.2*rtotal;

    gtotal = loadedImage->GetGreen(x,y) - 0.2*gtotal;

    btotal = loadedImage->GetBlue(x,y) - 0.2*btotal;
    // range checking

    if (rtotal >255) rtotal = 255;

       else if (rtotal <0) rtotal = 0;

    if(btotal>255) btotal = 255;

       else if(btotal < 0) btotal = 0;

    if(gtotal > 255) gtotal = 255;

       else if (gtotal < 0 ) gtotal =0;

    // commit new pixel value

    Image->SetRGB(i,j, rtotal, gtotal, btotal);

我将其应用于北极图片（灰色图像），我得到的只是一团黑白像素！

任何想法我可能在 for 循环中遗漏了什么？

Edit1：在谷歌上环顾后终于得到了答案。这个dsp的东西肯定很棘手！我在上面的代码中添加了，它会锐化图像。

干杯

Answer 1

你不应该在计算加权和之后除以掩码中的像素数，从而产生加权平均值吗？没有这个，九个像素值的总和（即使乘以不太亮的掩码值）很容易超过 255。

Answer 2

我认为您的问题是 r、g 和 b 是 unsigned int 类型，并且根据您使用的编译器及其优化方式，您会将它们隐式转换为 rtotal += r* kernel[y+1][x+1]; 等行中的浮点数。但是如果编译器的转换与您的预期不同，则计算中间值将不起作用，因为 unsigned int 不能为负数。

解决方法：将r、g、b改为float。

这不会有任何区别，但r = Image->GetRed(i+y,j+x); 行中有一个小错误，因为 i 是在水平方向上循环，而 j 是在垂直方向上循环。

Answer 3

首先，与拉普拉斯算子卷积的结果可能有负值。考虑一个被 0 包围的值为 1 的像素。该像素的卷积结果将为-8。

其次，结果的范围将在 [-8 * 255, 8 * 255] 之间，这绝对不适合 8 位。从本质上讲，当您进行范围检查时，您会丢失大部分信息，并且大部分生成的像素最终将是 0 或 255。

您要做的是将结果存储在一个有符号类型的数组中，该数组的宽度足以处理范围。然后，如果您希望输出 8 位图像，则需要重新调整值，使 -8 * 255 映射到 0，并且 8 * 255 映射到 255。或者您可以重新调整它，使最小值映射到0，最大值映射到 255。

编辑：在这种特定情况下，您可以执行以下操作：

rtotal = (rtotal + 8 * 255) / (16 * 255) * 255;

简化为

rtotal = (rtotal + 8 * 255) / 16;

这会将 rtotal 映射到 0 到 255 之间的范围内而不会截断。您应该对gtotal 和btotal 执行相同的操作。