1.5 The Book Web Site

(1)

Introduction

1 cafe.daum.net/RobotVision

(2)

1.1 Background

(3)

1.2 What Is Digital Image Processing?

(4)

1.3 Background on MATLAB and the Image Processing Toolbox

cafe.daum.net/RobotVision 4

(5)

1.4 Areas of Image Processing Covered in the Book

(6)

1.5 The Book Web Site

• www.ImageProcessingPlace.com

• Availability of M-files, including executable versions of all M-files in the book

• Tutorials

• Projects

• Teaching materials

• Links to databases, including all images in the book

• Book updates

• Background publications

(7)

1.6 Notation

(8)

1.7 Fundamentals

(9)

1.7.1 The MATLAB Desktop

• the main working environment

• Fig. 1.1: (in the default configuration)

• Desktop components:

1. Command Window, 2. Workspace Browser,

• Workspace = The set of variables created in a session

3. Current Directory Browser / Field, 4. Command History Window

5. Figure Window

(10)

(11)

search path

• used to find M-files and other MATLAB-related files

• Any file run in MATLAB must reside in the Current Directory or in a directory that is on the search path.

(12)

clear & clc

• Typing clear at the prompt removes all variables from the workspace.

– This frees up system memory.

• Typing clc clears the contents of the command window.

• See the help page for other uses and syntax forms.

(13)

1.7.2 Using the MATLAB Editor/Debugger

•  .m  M-files

(14)

• 편집기 열기:

①

② >> edit

③ >> edit filename  편집 윈도우에 M- 파일 filename.m 이 열림.

– Remember: 이 파일은 현재 디렉터리 또는 탐색 경로의 디렉터리에 있어야! (Otherwise, 새 파일 생성)

(15)

1.7.3 Getting Help

• 온라인 도움말: MATLAB 도움말(Help) 브 라우저 (분리된 윈도우) 사용

1. 데스크탑 툴바 의 물음표 기호(?)를 클릭 2. or 명령 윈도우에서

>> helpbrowser

3. or Help 메뉴 > MATLAB Help

(16)

도움말

도움말 브라우저 브라우저

(17)

• 특정 함수에 대한 도움말 얻는 다른 방법:

>> doc 함수_이름 – 예:

>> doc format

 도움말 브라우저의 표시 틀에 format 이란 함수에 대한 설명(그림 )

– 브라우저가 미리 열려있지 않으면 열어줌.

(18)

1.7.4 Saving and Retrieving Work Session Data

• saving or loading an entire work session

(the contents of the Workspace Browser) or selected workspace variables

• 전체 작업 세션 or 선택된 작업공간 변수들을 저장

& 불러오는 방법:

1) 작업공간 브라우저 윈도우의 빈 공간을 우측 클릭  단 축 메뉴

2) Save Workspace As 를 선택  디렉터리 윈도우 (그림

→)

OR

File | Save Workspace As… (v. 7 이상)

3) 파일 이름을 적고, 저장 장소인 폴더를 선택 4) Save를 클릭

(19)

(20)

• 작업공간으로부터 선택된 변수 저장하기:

1.좌측 클릭으로 변수 선택

2.강조된 영역에서 우측 클릭  단축 메뉴 3.Save Selection As 선택  윈도우

4.변수를 저장할 폴더를 선택

(21)

• 여러 개의 변수 저장하기: (쉬프트-클릭 또는 컨트롤-클릭)

• 확장자 = .mat( MAT-파일 )

• double-precision; 이진 포맷으로 저장

• 예:

① my_work_2012_03_10 이라고 이름 붙인 세 션은, 저장되면 my_work_2012_03_10.mat

② final_image라고 부르는 저장된 영상(작업공 간의 단일 변수)은, final_image.mat

(22)

• 저장된 작업공간 or 변수 불러오기:

1) 작업공간 브라우저 윈도우의 툴바에 있는 Load Data File… 아이콘을 클릭

 원하는 MAT-파일들이 들어있는 폴더를 선택할 수 있 는 [열기](→)

2) 선택된 MAT-파일을 더블-클릭 or 열기 버튼을 선택  [Import Wizard] (→)

3) [Finish] 버튼  Workspace에 변수 이름들 나타남. (→)

(23)

(24)

• 파일 이름과 경로 정보가 있으면 프롬프트 에서 save나 load 명령 사용

– 불편. But 메뉴 방식에 없는 포맷이 요구되는 경우에 사용

• HW: Reading

– MATLAB 실행

– 구성 요소 익히기 – 도움말 사용 방법

(25)

1.7.5 Digital Image Representation

• 영상: 2 차원 함수 f(x, y)로 정의

– x, y: 공간 _(평면) 좌표 – f(x, y):

• 좌표 (x, y)에서의 f의 진폭(amplitude, 또는 크기)

• = 그 점에서의 밝기₍intensity, 또는 명암도)

◦ 흑백 영상의 밝기 = 그레이 레벨

◦ 그레이 =

(26)

• 적, 녹, 청 의 세 개의 개별적 성분의 영상들 로 구성 (RGB 칼라 시스템 경우)()

– 개별 2-D 영상을 결합해서 형성

( 세 영상 성분들을 개별적으로 처리하므로써, 흑백 영상을 위해 개발된 기법들을 칼라 영상들에 대해 확장 가능 (칼라 영상처리 -- CH 6))

칼라 영상

(27)

칼라 영상 표시

RGB 큐브에서 R 축에 수직인 단면을 상상

(28)

디지털 영상

= 좌표 & 진폭 을 디지털화  x, y, f의 진폭 값들이 모두 유한하고, 이산적 인 영상

• 좌표 값 디지털화 = 샘플링

크기 값 디지털화 = 양자화 ₍ quantization )

(29)

Coordinate Conventions

• 영상 f(x, y) 를 샘플링한 결과 영상이 M ^개 의 행과 N 개의 열을 갖는다면,

영상의 크기 = M  N

• 좌표 ( x, y )의 값: 정수 값( 불연속적 ) 사용.

• 보통, 영상의 원점 은 (x, y) = (0, 0)으로 정 의

 If (x, y) = (0, 1), 첫 행을 따라 두 번째 샘플 – 그림 2.1(a):

• x = 0 ~ M – 1, y = 0 ~ N – 1 ^범위의 ^정수 ^값

(30)

좌표 관례 좌표 관례

(31)

IPT 좌표 관례

• 그림 2.1(b): 1 부터 시작

• 둘의 차이점:

1. (x, y)를 사용하는 대신에, 행과 열을 의미하 기 위해 (r, c)를 사용

2. 좌표 체계의 원점: (r, c) = (1, 1)

 r, c: 각각 1 ~ M, 1 ~ N ^{범위의 정수 값}

(32)

IPT의 화소 좌표 & 공간 좌표

• 화소 좌표 ₍ pixel coordinates ): 그림 2.1(b)

– 1^st 좌표 = 행 – 2^nd 좌표 = 열

• 공간 좌표: (이 책에서는 사용 안함)

– x는 열, y는 행 – 빈도 낮음

• 이 책에서는 IPT의 화소 좌표 사용

(33)

매트릭스로서의 영상

(skip)

• f(x, y) =

– 주의: Italic 체

– MATLAB matrix: (→)

• 배열의 각 요소 = 영상 요소 ₍ image element ), 화소 ₍ picture element ), 픽슬 ( pixel ), 또는 pel















) 1 ,

1 (

...

) 1 , 1 (

) 0 , 1 (

) 1 ,

1 ( ...

) 1 , 1 ( )

0 , 1 (

) 1 ,

0 ( ...

) 1 , 0 ( )

0 , 0 (

N M

f M

f

N f

f f

N f

f f



(34)

MATLAB 매트릭스로 표현한 디지털 영상

• f(r, c) =

• f(1, 1) = f(0, 0)

• f(r, c): 행 = r, 열 = c에 위치

– 예: f(6, 2) -- 매트릭스 f의 6^th 행과 2^nd 열

 M, N: 매트릭스의 행 수, 열 수













) ,

( f ...

) 2 , (

f )

1 , (

f

) ,

2 ( f ...

) 2 , 2 ( f )

1 , 2 ( f

) ,

1 ( f ...

) 2 , 1 ( f )

1 , 1 ( f

N M

M M

N N



(35)

1.7.6 Image I/O and Display

(36)

• 함수 imread -- MATLAB 환경으로 영상 을 읽어들임:

imread(‘filename’)

– filename: 영상 파일의 이름 (확장자 포함) – 注意: single 따옴표() 사용

Reading Images Reading Images

(37)

• 예:

>> f = imread(‘chestxray.jpg’);

Then, 변수 f  chestxray.jpg

– 명령 줄 끝 세미콜론: 출력 억제 (注意!)

• w/o ‘;’, 그 줄의 연산 결과를 표시

– 프롬프트 기호(>>): 명령 줄의 시작 표시

(38)

• filename에 경로 정보가 없을 경우 검색 순서:

1) 현재 디렉터리 (§1.7.1)

2) MATLAB 탐색 경로 (§1.7.1)

• 특정 디렉터리로부터 영상 읽는 방법: 전체 경로 or 현재 디렉터리 기준 상대경로를 포함

– 예:

>> f = imread(‘D:\myimages\chestxray.jpg’);

>> f = imread(‘.\myimages\chestxray.jpg’);

경로

(39)

• MATLAB 데스크탑 툴바의 현재 디렉터리 필드(CDF):

MATLAB의 현재 작업 디렉터리를 표시하고 간단한 수동 변경 방법 제공 ()

(40)

Version 7.0.1에서의 영상 읽기

원하는 folder 찾기:

1) CDF 옆 ‘Browse for folder’ icon을 click

2) 찾는 영상이 있는 folder를 찾기

(41)

3) Current Directory tab()을 선택; 원하 는 영상 file을 right- click

4) 단축 메뉴에서

‘Open’을 click

 [Import Wizard]

(42)

5) ‘Finish’

6) workspace 탭 선 택 

(43)

1) 영상 file 불러오기:

f=imread('Fig0203(a)(chest-xray).tif');

• 注意: 현재 디렉토리 또는 탐색경로에 등록되어 있어 야!

– 또는 앞 절 슬라이드(pp. ?-?)에 소개된 방법 사 용

영상 표시하기 영상 표시하기

• 주의: 노이즈 제거된 영상을 사용할 것.

(44)

2) 함수 imshow로 영상 표시

imshow(f)

(45)

• 만일 다른 영상 g를 imshow에 의해 불러오면, MATLAB은 새 영상으로 교체해서 표시해버림.

• 첫 번째 영상을 유지하고 두 번째 영상을 출력하 려면, 함수 figure 사용:

>> figure, imshow(g)



>> imshow(f), figure, imshow(g)

>> imshow(f); figure; imshow(g)

– 쉼표 or 세미콜론  여러 명령 in one line 가능 – figure(n): n = 그림 창 번호

함수 figure

(46)

imwrite(f, ‘filename’)

– filename의 확장자는 3rd ^{인자로서 명기 가능}

– 예: TIFF 파일 형식

>> imwrite(f, ‘patient10_run1’, ‘tif’)

• 경로 정보가 없으면, 현재 작업 디렉터리 에 저장.

영상

영상 저장하기 저장하기 영상

영상 저장하기 저장하기

(47)

• JPEG 영상用 더 일반적인 imwrite 문법:

imwrite(f, ‘filename.jpg’, ‘quality’, q) – q: 0 ~ 100 사이의 정수

• 작을수록 압축에 의한 劣化 

– PhotoShop에서는 0 ~ 12.

(48)

1.7.7 Classes and Image Types

• 표 1.1(): MATLAB과 IPT가 지원하는 화 소 값 데이타 클래스 목록

① 수치₍numeric) 데이타 클래스: 1 ~ 8^th

② char 클래스: 9^th

③ 논리 _{데이타 클래스:} ₁₀^th

(49)

(50)

• 데이타 클래스별 바이트 수:

– double = 8

– logical, uint8, int8 = 1 – uint16, int16 = 2

– uint32, int32, single = 4

(51)

• 툴박스 가 지원하는 영상 유형:

1. 그레이 스케일(또는 밝기) 영상 2. 이진 영상

3. 인덱스(indexed) 영상  CH 6 4. RGB 영상  CH 6

영상 유형 영상 유형

(52)

(1) 그레이 스케일 영상

= 그 값들이 밝기를 나타내기 위해 스케일 링된 데이타 매트릭스

• If 요소 클래스

== uint8, then [0, 255]

== uint16, then [0, 65535] 의 정수 값

• 클래스 double 형이면, 浮動소수점數 값

– 스케일링된 클래스 double 형 값 ~ [0, 1]

(53)

(2) 이진 영상

= 0과 1로 구성된 논리 논리 ₍₍ logical logical ) ) 배열 배열

• 값들이 수치 데이타 클래스 형 (예: uint8)의 0과 1로 구성된 배열은 이진 영상 x x in

MATLAB.

• 함수

^logical

: 수치 배열  논리 배열

– A ~ 0 & 1의 수치(예: uint8) 배열일 때,

B = logical(A)  B ~ 논리 배열

(54)

• If ∃ a_ij  0, 1, then

logical(A):

a

_ij

~= 0  논리 1 a

_ij

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Introduction

1.1 Background

1.2 What Is Digital Image Processing?

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• Teaching materials

• Links to databases, including all images in the book

• Book updates

• Background publications

1.6 Notation

1.7 Fundamentals

1.7.1 The MATLAB Desktop

• the main working environment

• Fig. 1.1: (in the default configuration)

• Desktop components:

search path

clear & clc

• Typing clear at the prompt removes all variables from the workspace.

• Typing clc clears the contents of the command window.

• See the help page for other uses and syntax forms.

1.7.2 Using the MATLAB Editor/Debugger

•  .m  M-files

• 편집기 열기:

①

② >> edit

③ >> edit filename  편집 윈도우에 M- 파일 filename.m 이 열림.

1.7.3 Getting Help

• 온라인 도움말: MATLAB 도움말(Help) 브 라우저 (분리된 윈도우) 사용

1. 데스크탑 툴바 의 물음표 기호(?)를 클릭 2. or 명령 윈도우에서

>> helpbrowser

3. or Help 메뉴 > MATLAB Help

도움말

도움말 브라우저 브라우저

• 특정 함수에 대한 도움말 얻는 다른 방법:

1.7.4 Saving and Retrieving Work Session Data

• saving or loading an entire work session

(the contents of the Workspace Browser) or selected workspace variables

• 작업공간으로부터 선택된 변수 저장하기:

• 여러 개의 변수 저장하기: (쉬프트-클릭 또는 컨트롤-클릭)

• 확장자 = .mat( MAT-파일 )

• double-precision; 이진 포맷으로 저장

• 예:

• 파일 이름과 경로 정보가 있으면 프롬프트 에서 save나 load 명령 사용

• HW: Reading

1.7.5 Digital Image Representation

• 영상: 2 차원 함수 f(x, y)로 정의

– x, y: 공간 (평면) 좌표 – f(x, y):

◦ 흑백 영상의 밝기 = 그레이 레벨

• 적, 녹, 청 의 세 개의 개별적 성분의 영상들 로 구성 (RGB 칼라 시스템 경우)()

칼라 영상

칼라 영상 표시

디지털 영상

= 좌표 & 진폭 을 디지털화  x, y, f의 진폭 값들이 모두 유한하고, 이산적 인 영상

• 좌표 값 디지털화 = 샘플링

크기 값 디지털화 = 양자화 ( quantization )

Coordinate Conventions

• 영상 f(x, y) 를 샘플링한 결과 영상이 M 개 의 행과 N 개의 열을 갖는다면,

영상의 크기 = M  N

• 좌표 ( x, y )의 값: 정수 값( 불연속적 ) 사용.

• 보통, 영상의 원점 은 (x, y) = (0, 0)으로 정 의

IPT 좌표 관례

• 그림 2.1(b): 1 부터 시작

• 둘의 차이점:

IPT의 화소 좌표 & 공간 좌표

• 화소 좌표 ( pixel coordinates ): 그림 2.1(b)

• 이 책에서는 IPT의 화소 좌표 사용

매트릭스로서의 영상

(skip)

• f(x, y) =

• 배열의 각 요소 = 영상 요소 ( image element ), 화소 ( picture element ), 픽슬 ( pixel ), 또는 pel

MATLAB 매트릭스로 표현한 디지털 영상

1.7.6 Image I/O and Display

• 함수 imread -- MATLAB 환경으로 영상 을 읽어들임:

imread(‘filename’)

• 예:

>> f = imread(‘chestxray.jpg’);

– x, y: 공간 _(평면) 좌표 – f(x, y):

크기 값 디지털화 = 양자화 ₍ quantization )

• 영상 f(x, y) 를 샘플링한 결과 영상이 M ^개 의 행과 N 개의 열을 갖는다면,

• 화소 좌표 ₍ pixel coordinates ): 그림 2.1(b)

• 배열의 각 요소 = 영상 요소 ₍ image element ), 화소 ₍ picture element ), 픽슬 ( pixel ), 또는 pel

= 0과 1로 구성된 논리 논리 ₍₍ logical logical ) ) 배열 배열