數位影像處理作業（使用Photoimpact X3）

Use Matlab programs or other IP tools to enhance the degraded images and compute SNR & PSNR values

Show the original image, the degraded image, and your enhanced image respectively, and describe the process and steps (including parameters if necessary) you used to enhance the image

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Upload your report to e-course, s12345678.docx
Due to 12/9 6:30pm

使用Matlab程式或其他影像處理工具，以提高退化圖像，並計算SNR與 PSNR值顯示原始圖像，圖像的退化，和你的分別提高了圖像，描述的過程和步驟（包括參數如有必要）您用來提升圖像您的意見上傳你的報告到e-course，s12345678.docx期限 12 / 9下午6:30

由於程式我是一竅不通，所以目前手邊也只有Photoimpact軟體，大概只能處理到這樣：


Lena salt & pepper



使用Photoimpact X3「雜點」-「清除雜點」來處理。



處理後。（重複處理似乎不能再提高品質）

Lena g40圖檔。

使用「清晰」-「自定濾鏡」來處理。

使用濾鏡內的「範例」-「模糊」反而能夠去除雜訊。

感覺沒那麼嚴重，不過效果還是不好。

經過高斯模糊的指紋。

利用「相片」-「清晰」-「強調邊緣」得到的處理結果，但指紋部分還是不夠清楚。

處理這張「手震」的圖片。

利用「相片」-「清晰」-「清晰遮罩」調出來的效果。

Siggraph動畫欣賞：「立體悲劇(cubic tragedy)」

昨天課程介紹的siggraph動畫網站，著實引起我的不少興趣。

官方網站：
http://www.siggraph.org/

其中一則讓大家印象很深的，就是這一個台灣人製作的動畫「立體悲劇(cubic tragedy)」 ：

由台灣科技大學師生自製的動畫短片「立體悲劇(cubic tragedy)」 最近不但入選有「動畫奧斯卡」之稱的「ACM SIGGRAPH」國際動畫展， 更擊敗星際大戰、馬達加斯加等好萊塢名片，榮獲觀眾票選第一名，揚威國際。 「立體悲劇」描述一個有立體長相的美女， 用具有３Ｄ動畫軟體功能的化妝工具， 想讓自己變得更美麗，結果弄巧成拙，反而毀容， 卻無意間啟發大畫家畢卡索， 完成立體主義名作「哭泣的女人」。 台科大把得獎動畫放在學校網站上， 第一天就吸引全球一萬多名網友上網觀賞，網站一度當機。
/
國立台灣科技大學
工商業設計系
作品: Cubic Tragedy 立體悲劇
作者: 全明遠
指導教授: 孫春望
本片獲「ACM SIGGRAPH」2005 國際動畫展觀眾票選大獎第一名

畢卡索「哭泣的女人」原圖。

梅小路蒸氣機關車館

昨日上課提到的
「梅小路蒸氣機關車館」
http://www.mtm.or.jp/uslm/

上圖是當年日本運送到台灣來相當多的蒸氣車頭D51200，不過戰後台灣的保存並不好。

接下來要交「數位影像處理」的作業了，面對複雜的公式技巧，真擔心到底能做出來多少。

遊戲開發引擎Unity

昨日影像處理課程提到遊戲開發引擎Unity，摘要如下：

（上週課程給大家玩的「魔法泡泡」就是利用它開發而成的。）

http://zh.wikipedia.org/zh-tw/Unity_(%E6%B8%B8%E6%88%8F%E5%BC%95%E6%93%8E

Unity是一個用於創建諸如三維視頻遊戲、建築可視化、實時三維動畫等類型互動內容的綜合型創作工具。Unity類似於Director,Blender game engine, Virtools 或 Torque Game Builder等利用交互的圖型化開發環境為首要方式的軟體

其編輯器運行在Windows 和Mac OS X下，可發布遊戲至Windows,Mac,Wii,或iPhone平台。也可以利用Unity web player外掛程式發布網頁遊戲，支持Mac 和Windows的網頁瀏覽。它的網頁播放器也被Mac widgets所支持。

重要的是，這是一個免費的開發引擎，或許以後的論文可能會用上。

官網：
http://unity3d.com/

測試遊戲「瘋狂泡泡」

昨天的課程有個很意外的驚喜，那就是上課上到一半，老師忽然要大家來協助測試系上大四同學製作的遊戲：

瘋狂泡泡 下載點

遊戲片頭畫面。

操控方法說明。

一開始選擇角色。

遊戲一開始的說明。

遊戲畫面。

還不錯的遊戲，上面飛的小精靈可以吐出泡沫，下方的人物可以踩著泡沫前進以避開危險與過關。昨天雖然上課的大家大部分早已脫離了電動宅男時期，但大家還是玩得聚精會神的，看得出來大家的興趣都很高。

寫遊戲其實也算是個人的夢想，可惜在個人讀大學那個年代不是容易的事，現在的遊戲聲光效果良好，網路發達，可取用的免費資源與模組也多，希望將來若有機會能多了解一些。

10/21課程日記

昨日上課老師提到他的計畫：

葉俊麟閩南語歌詞及文物數位典藏計畫
http://140.133.9.114/archive/yeh/index.html

另外提到了日本的金閣寺時，提到有關「一休和尚」的部份：

維基百科：
http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E4%B8%80%E4%BC%91

一休宗純（1394年2月1日－1481年12月12日）是日本室町時代禪宗臨濟宗的著名奇僧，也是著名的詩人、書法家和畫家。「一休」是他的號，「宗純」是諱，通常被稱作一休。乳名千菊丸，後來又名周建，別號狂雲子、瞎驢、夢閨等。

身世
一休的父親是日本南北朝時期的後小松天皇，母親是日野中納言的女兒伊予局，一說是藤原顯純的女兒藤侍從。當時的日本在幕府將軍足利義滿的統治下，結束了長達六十多年的南北對峙的局面，政權中心從鎌倉轉移到京都，史稱室町時代。
由於一休的母親是被擊敗的南朝權臣藤原氏人，足利義滿逼迫後小松天皇將其逐出宮廷。足利義滿令一休從小就在京都安國寺出家，以免有後代。一休從未受過皇子的待遇，也從未以皇子自居。其父親在位期間曾數次召其入宮。

當然，大家比較耳熟能詳的是動畫「一休和尚」的故事：

Aliasing與Moire pattern

昨天的課程提到數位影像處理的技術，有許多專有名詞：

這是維基百科對Aliasing的解釋：

http://zh.wikipedia.org/zh/%E6%B7%B7%E7%96%8A

混疊(aliasing)，在訊號頻譜上可稱作疊頻；在影像上可稱作疊影，主要來自於對連續時間訊號作取樣以數位化時，取樣頻率低於兩倍奈奎斯特頻率。

在統計、訊號處理和相關領域中，混疊是指取樣訊號被還原成連續訊號時產生彼此交疊而失真的現象。當混疊發生時，原始訊號無法從取樣訊號還原。而混疊可能發生在時域上，稱做時間混疊，或是發生在頻域上，被稱作空間混疊。

在視覺影像的類比-數位轉換或音樂訊號領域，混疊都是相當重要的議題。因為在做類比-數位轉換時若取樣頻率選取不當將造成高頻訊號和低頻訊號混疊在一起，因此無法完美地重建出原始的訊號。為了避免此情形發生，取樣前必須先做濾波的動作。

舉例：這是一個常見的Aliasing狀況，當我們壓縮圖片大小時，牆壁上出現了原本沒有的波紋狀線條。

這也是Aliasing，原本平行的線條在末端出現了奇怪的交叉現象。

Moire pattern：有人按照音譯翻譯成莫爾條紋 ，也有人譯成「雲彩紋」

Moiré 為法文，其英譯為watered， 是古代織布技術的一種應用；將印有規律條纹的透明薄片重疊時，稍微移動或轉動其中的一片，會形成極大的圖形變化，稱為moiré pattern。

圖：典型的moiré pattern。

網路上找到的參考文章：

http://article.dcview.com/newreadarticle.php?type=7&id=2600

Moire pattern 是數位影像取樣的問題。當我們將一個原始影像 Resize 成較小的影像，就會牽涉至「取樣」的演算法問題，也就有機會碰上 Moire pattern 的狀況。

下圖是我們拍攝細格狀花紋的衣服，原圖裁切的情況－

現在我們將其 Resize 成原本的 20% ( Bicubic 演算 )－

你可以看到產生了 Moire pattern 的效應( 即使是使用 PSP 的 Smart Resize 亦然 )。
若是 Resize 成原本的 50% ，則 Moire pattern 則未發生－

軟體上的處理
下圖是先將 原圖均化 , Resize 20% , 然後再銳化( Factor=1 )的影像 , 是不是 Moire pattern 就不明顯了 :)

另外也學到一個英文的縮寫，aka=Also known as

關於日本京都西芳寺的資料：
http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E8%A5%BF%E8%8A%B3%E5%AF%BA

數位影像處理-Lenna的故事

昨天上影像處理課程，印象最深刻的就是這一段Lenna的故事，一個成人雜誌的女郎竟然成為學界知名引用的一張圖片。

原文出處：
http://www.cyut.edu.tw/~yltang/course/practice%20of%20image%20processing/lena_story.htm

Lenna(或是Lena)這張圖像檔長久以來被廣泛地使用在影像壓縮成果測試上，研究影像壓縮理論的學者們都以此張圖檔作為樣張來比較他們研究成果的優異。

圖：這就是Lenna引起數位影像界風潮的照片，當然只保留了上方1/3「非限制級」的部份。

在網際網路新聞群組 comp.compression FAQ 中有提及：
供好奇的人參考：“lena”或“lenna”是一數碼圖像檔，來源是花花公子雜誌1972年11月號的一張折頁海報(Lenna是花花公子雜誌中的拼法，Lena則是瑞典原名的拼法)。根據最近的消息，Lena Soderberg (ne Sjööblom)女士現在仍住在她的家鄉瑞典，擁有一個有三個孩子的家庭，並且在國家酒類專賣局工作。在1988年的時候，她接受了瑞典一些電腦相關出版社的訪問，她對於她的照片有這樣的奇遇感到非常的驚奇與興奮。這是她首次得知她的照片被應用在電腦行業。

圖：當期花花公子（PlayBoy）雜誌的封面。

    IEEE Professional Communication Society 的Newsletter 2001年五月裡有一篇由Jamie Hutchinson撰寫的文章，其中記載 有關此影像更多的細節。以下摘錄其中一段：
Alexander Sawchuk估計應該是在1973年的六月或七月，當時他還是南加州大學電機系訊號及影像處理研究所（SIPI）的助理教授，他和一位研究生以及實驗室管理員想趕快在實驗室裡找到一張影像，以提供同事發表論文之用。對於長期使用一般測試影像他們早就感到厭煩，這些東西都是1960年代早期的電視工作的標準。他們想找一份表面光滑的照片以確保有好的輸出品質，而且還要是一張人臉。就在當時，有個人正好拿著當期花花公子雜誌走了進來。
    這些工程師們把這張折頁的上方三分之一撕去，以方便捲入掃瞄機，掃瞄機附加了類比數位轉換器（具備紅、綠、藍三個頻道）和一部Hewlett Packard 2100迷你電腦。他們要一張256´256大小的影像，而掃瞄機的規格是每英吋100條掃瞄線，因此他們掃瞄了這張照片上方5.12英吋寬的範圍，也就是到達Lenna的肩部左右。

數位影像界還有人為了Lenna做了一首詩，作者不詳：

Poem for Lena

蕾娜之詩

0 dear Lena, your beauty is so vast; it is hard sometimes to describe it fast.

噢，親愛的蕾娜，妳的美麗是如此浩瀚，有時候真是很難快速地描述。

I thought the entire world I would impress, if only your portrait I could compress.

如果我能壓縮你的影像，我想整個世界都會印象深刻。

Alas! First when I tried to use VQ, I found that your cheeks belong to only you.

唉呀，當我第一次利用「向量量化」，我發現你的臉頰僅僅屬於原始的你。

Your silky hair contains a thousand lines, hard to match with sums of discrete cosines.

妳絲絨般的頭髮包含了上千線條，根本無法以「離散餘弦」來匹配。

And for your lips, sensual and tactual, thirteen Crays found not the proper fractal.

妳性感的豐唇，即使十三部Cray超級電腦也無法找到適合的「碎形」描寫。

And while these setbacks are all quite severe, I might have fixed them with hacks here or there.

當這些挫折變得越來越嚴重，我只好在影像裡到處修整。

But when wavelets took sparkle from your eyes, I said, "Skip this stuff. I'll just digitize."

然而當「小波轉換」奪走了妳眼神中的光輝時，我說：『不壓縮了！我只要數位化就好』。

　

by an unknown author

作者不詳

1997年五月，Lenna小姐本尊竟然受邀出席數位影像科技的研討會，影像處理的學者與這位他們心目中的「女神」終於有了第一次的交集，但這已是25年後，當年美麗動人的Lenna小姐已是一個中年婦人。

圖：Lenna Soderberg (Sjooblom) 和Jeff Seideman在1997年五月IS&T 第50屆研討會的照片。Jeff Seideman 是該IS&T在波士頓研討會的主席，他安排了Lenna與會，他也是Image Tech Communications的主席，這是該國唯一針對影像處理科技的公關公司。

圖：Lenna和James Owens博士（Eastman Kodak公司）觀賞使用她的影像的論文海報。

Lenna小姐在當年接受花花公子雜誌邀約拍照之時，大概不會想到她的照片竟然有機會被學術界奉為女神吧！