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Python 影象處理: 生成二維高斯分佈蒙版

在影象處理以及影象特效中,經常會用到一種成高斯分佈的蒙版,蒙版可以用來做影象融合,將不同內容的兩張影象結合蒙版,可以營造不同的藝術效果。

I=MF+(1M)B

這裡I 表示合成後的影象,F 表示前景圖,B 表示背景圖,M 表示蒙版,或者直接用 蒙版與影象相乘, 形成一種漸變對映的效果。如下所示。

I=MF 這裡介紹一下高斯分佈蒙版的特性,並且用Python實現。

高斯分佈的蒙版,簡單來說,就是一個從中心擴散的亮度分佈圖,如下所示:

這裡寫圖片描述

亮度的範圍從 1 到 0, 從中心到邊緣逐漸減弱,中心的亮度值最高為1,邊緣的亮度值最低為 0. 影象上任何一點的亮度值為:

G
(i,j)=expd2R
其中 i,j 表示影象上任何一點的座標,以左上角為座標原點,d 表示 影象上任何一點 到影象中心點的距離,R 表示影象的半徑。假設影象的高為 H 寬為 W R=(H/2)2+(W/2)2=12H2+W2 d=(iH/2)2+(jW/2)2

IMAGE_WIDTH = 512
IMAGE_HEIGHT = 392

center_x = IMAGE_WIDTH/2
center_y = IMAGE_HEIGHT/2

R = np.sqrt(center_x**2 + center_y**2)

Gauss_map
= np.zeros((IMAGE_HEIGHT, IMAGE_WIDTH)) # 利用 for 迴圈 實現 for i in range(IMAGE_HEIGHT): for j in range(IMAGE_WIDTH): dis = np.sqrt((i-center_y)**2+(j-center_x)**2) Gauss_map[i, j] = np.exp(-0.5*dis/R) # 直接利用矩陣運算實現 mask_x = np.matlib.repmat(center_x, IMAGE_HEIGHT, IMAGE_WIDTH) mask_y
= np.matlib.repmat(center_y, IMAGE_HEIGHT, IMAGE_WIDTH) x1 = np.arange(IMAGE_WIDTH) x_map = np.matlib.repmat(x1, IMAGE_HEIGHT, 1) y1 = np.arange(IMAGE_HEIGHT) y_map = np.matlib.repmat(y1, IMAGE_WIDTH, 1) y_map = np.transpose(y_map) Gauss_map = np.sqrt((x_map-mask_x)**2+(y_map-mask_y)**2) Gauss_map = np.exp(-0.5*Gauss_map/R) # 顯示和儲存生成的影象 plt.figure() plt.imshow(Gauss_map, plt.cm.gray) plt.imsave('out_2.jpg', Gauss_map, cmap=plt.cm.gray) plt.show()