0%

HSB模型和RGB模型,CMYK模型

H色相(Hue):色调是当人眼看一种或多种波长的光时所产生的色彩感觉,它反映颜色的种类,是决定颜色的基本特征。
S饱和度(Saturability):饱和度是指颜色的纯度即掺入白光的程度,表示颜色深浅的程度。
B亮度(Brightness):亮度是光作用于人眼所引起的明亮程度的感觉,它与被观察物体的发光强度有关。主要表现光的强和弱。

HSB模型 无法用于工程制造
RGB模型 用于发光体 不适用于反光物体
CMYK模型 青洋红黄黑 用于反光体配色

色彩空间

色域马蹄图的由来
混合红绿蓝三束光 通过调节三束光的强度 使之与待测光看起来颜色一致 以红绿蓝的强度值作为待测光的“三刺激值”

这里在数学上等同于和向量和分量的关系,于是以R、G、B分量构建三维坐标系

上述参数归一化 成为RGB坐标系中的色品坐标:

注意这里的代数可以为负值,这种情况是三原色光无论如何无法与待测光一致,需向待测光加入原色光补偿

在这套系统上,测试/分解其他波长色光,得到一条单位平面的曲线,即光谱轨迹

在单位平面上 有一点使R,G,B原色混合可以产生等能的白光,称为等能白点,(当R,G,B为标准原色时)该点坐标为(0.33,0.33,0.33)

光谱轨迹坐标为负值的部分,无法用于实际生产,应做左边变换使

色彩校准

color correction matrix(CCM)

sRGB

standard color space 标准色彩空间 为使图像在显示时使人感受与原物一致 根据三色刺激值线性变换得到的RGB色彩空间
在有较高需求的领域,往往有ICC配置文件 将输出图像颜色空间映射到sRGB 或将sRGB图像数据信息 变换后输出到具体设备或环境以优化还原效果

灰度计算和Gamma矫正

因为人眼对不同颜色的亮度(显像功率)的感知到的不是线性关系,每种颜色的“中等深度”与人眼感受的“中等灰度”存在差距
上述公式是根据人眼对不同颜色敏感度的差异来推导的,它使得灰度图像能够更好地表示原始图像中的亮度信息。

根据三色刺激值对色彩光本身的辉度做出的调整就是Gamma矫正

OpenCV是计算机视觉领域应用最广泛的开源工具包,基于C/C++,支持Linux/Windows/MacOS/Android/iOS,并提供了Python,Matlab和Java等语言的接口

  • core:核心模块,主要包含了OpenCV中最基本的结构(矩阵,点线和形状等),以及相关的基础运算/操作。
  • imgproc:图像处理模块,包含和图像相关的基础功能(滤波,梯度,改变大小等),以及一些衍生的高级功能(图像分割,直方图,形态分析和边缘/直线提取等)。
  • highgui:提供了用户界面和文件读取的基本函数,比如图像显示窗口的生成和控制,图像/视频文件的IO等。
    如果不考虑视频应用,以上三个就是最核心和常用的模块了。针对视频和一些特别的视觉应用,OpenCV也提供了强劲的支持:
  • video:用于视频分析的常用功能,比如光流法(Optical Flow)和目标跟踪等。
  • calib3d:三维重建,立体视觉和相机标定等的相关功能。
  • features2d:二维特征相关的功能,主要是一些不受专利保护的,商业友好的特征点检测和匹配等功能,比如ORB特征。
  • object:目标检测模块,包含级联分类和Latent SVM
  • ml:机器学习算法模块,包含一些视觉中最常用的传统机器学习算法。
  • flann:最近邻算法库,Fast Library for Approximate
  • Nearest Neighbors,用于在多维空间进行聚类和检索,经常和关键点匹配搭配使用。
  • gpu:包含了一些gpu加速的接口,底层的加速是CUDA实现。
  • photo:计算摄像学(Computational Photography)相关的接口,当然这只是个名字,其实只有图像修复和降噪而已。
  • stitching:图像拼接模块,有了它可以自己生成全景照片。
  • nonfree:受到专利保护的一些算法,其实就是SIFT和SURF。
  • contrib:一些实验性质的算法,考虑在未来版本中加入的。
  • legacy:字面是遗产,意思就是废弃的一些接口,保留是考虑到向下兼容。
  • ocl:利用OpenCL并行加速的一些接口。
  • superres:超分辨率模块,其实就是BTV-L1(Biliteral Total Variation – L1 regularization)算法
  • viz:基础的3D渲染模块,其实底层就是著名的3D工具包VTK(Visualization Toolkit)。

安装

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pip install -i https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/pypi/web/simple opencv-python

读取显示图像

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img = cv2.imread('singlemushroom.jpg', cv2.IMREAD_UNCHANGED)
cv2.imshow("origin image", img)

img_gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_RGB2GRAY)

cv2.imshow("gray image", img_gray)

cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

# 写入图像
cv2.imwrite("originImage.jpg", img)

cv.imread的枚举参数

  • cv2.IMREAD_COLOR = 1 :读入一副彩色图像。透明度会被忽略,默认参数
  • cv2.IMREAD_GRAYSCALE = 0 :以灰度模式读入图像
  • cv2.IMREAD_UNCHANGED = -1:保留读取图片原有的颜色通道

缩放

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result = cv2.resize(src, (200,100))

像素操作

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#矩阵运算

#拷贝区域
ball=img[280:340,330:390]
img[273:333,100:160]=ball

通道

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#通道顺序与R-G-B顺序相反
b,g,r=cv2.split(img)
#b=img[:,:,0]
img=cv2.merge(b,g,r)

阈值

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#读取图片
src = cv2.imread('miao.jpg')

#灰度图像处理
GrayImage = cv2.cvtColor(src,cv2.COLOR_BGR2GRAY)

#二进制阈值化处理
r, b = cv2.threshold(GrayImage, 127, 255, cv2.THRESH_BINARY)
#THRESH_BINARY 超过阈值像素设为最大值 否则为0
#THRESH_BINARY_INV 超过阈值像素设为0 否则为最大值
#THRESH_TRUNC 大于阈值部分设为最大值 否则不变
#THRESH_TOZERO 大于阈值部分不变 否则设为0
#THRESH_TOZERO_INV 大于阈值部分设为0 否则不变
print(r)

#显示图像
cv2.imshow("src", src)
cv2.imshow("result", b)

自适应阈值 adapativeThreshold

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adaptiveThreshold(src, maxValue, adaptiveMethod, thresholdType, blockSize, C[, dst])

  • maxValue 满足条件的最大值
  • adaptiveMethod 自适应方法 ADAPTIVE_THRESH_MEAN_C ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C
    ADAPTIVE_THRESH_MEAN_C的计算方法是计算出领域的平均值再减去 C;ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C的计算方法是计算出领域的高斯均值再减去C
  • thresholdType 阈值类型 THRESH_BINARY 或者 THRESH_BINARY_INV
  • blockSize 邻域大小 如 3,5,7
  • C 阈值偏移量
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    thresh1 = cv2.adaptiveThreshold(gray_image, 255, cv2.ADAPTIVE_THRESH_MEAN_C, cv2.THRESH_BINARY, 11, 2)
    thresh2 = cv2.adaptiveThreshold(gray_image, 255, cv2.ADAPTIVE_THRESH_MEAN_C, cv2.THRESH_BINARY, 31, 3)
    thresh3 = cv2.adaptiveThreshold(gray_image, 255, cv2.ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C, cv2.THRESH_BINARY, 11, 2)
    thresh4 = cv2.adaptiveThreshold(gray_image, 255, cv2.ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C, cv2.THRESH_BINARY, 31, 3)

卷积和滤波

设想3*3矩阵 对中心位置像素值做卷积运算 其作用即一种平滑滤波

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#高斯滤波
gaussianBlur = cv2.GaussianBlur(greyImg, (3,3), 0)

膨胀和腐蚀,开运算和闭运算 顶帽和底帽

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#腐蚀
kernel=np.ones((5,5),np.uint8)
erosion=cv2.erode(img,kernel,iterations=1)
#iterations 为重复次数
#膨胀
kernel=np.ones((5,5),np.uint8)
dilate=cv2.dilate(img,kernel,iterations=1)

开为先腐蚀再膨胀 闭为先膨胀后腐蚀

顶帽:原图像 - 开运算结果 顶帽得到的是开运算中断开的细节
底帽:原图像 - 闭运算结果 底帽得到的是闭运算中补上的细节

边缘检测 canny

  • 去噪 噪声会影响该算法进行边缘检测的准确性
  • 计算每个点的梯度大小和方向 例如用一对Sobel算子作为卷积核对图像滤波
  • 抑制非边缘点 边缘点应该满足:±梯度方向上的局部最大值,因此将不满足条件的点归零
  • 用两个阈值条件筛选剩余的边缘‘条纹’
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    edges = cv.Canny(blur, 50, 150, apertureSize)

    FindContour

    一种边缘提取方法
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contours,_=cv2.findContours(img,RETR_TREE,cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
  • 参数1 二值图像
  • 参数2 轮廓返回模式(RETR_EXTERNAL: 表示只检测最外层轮廓;RETR_LIST: 提取所有轮廓,并放置在list中,检测的轮廓不建立等级关系; RETR_TREE: 提取所有轮廓并重新建立网状轮廓结构 )
  • 参数3 遍历发现方法(CHAIN_APPROX_NONE:获取每个轮廓的每个像素,相邻的两个点的像素位置差不超过1;CHAIN_APPROX_SIMPLE:压缩水平方向,垂直方向,对角线方向的元素,值保留该方向的重点坐标,如果一个矩形轮廓只需4个点来保存轮廓信息 )
    用findcontour去孔洞

drawContours

cv2.drawContours()

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cv2.drawContours(image, contours, contourIdx, color, thickness=None, lineType=None, hierarchy=None, maxLevel=None, offset=None)

  • image 原图像
  • contours 轮廓集合 例如findContours获得的集合
  • contourIdx 指定绘制轮廓list中的哪条轮廓,如果是-1,则绘制其中的所有轮廓。
  • color 颜色
  • thickness 轮廓线的宽度,如果是-1(cv2.FILLED),则为填充模式。
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    外接矩形

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    x, y, w, h = cv2.boundingRect(contour)
    img = cv2.rectangle(img, (x, y), (x + w, y + h), (0, 255, 0), 1)
    cv2.imshow(img)

    区域质心位置

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    mu = cv2.moments(contour, False)
    mc = [mu['m10']/mu['m00'], mu['m01']/mu['m00']]

    联通区域计数

    CSDN Blog:连通区域分析算法

floodFill填充孔洞

掩膜

或者叫蒙版 将感兴趣区域(Region of Interest, ROI)提取出来 掩盖其他区域.

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h, w = gaussianBlur.shape
mask = np.zeros((h, w), np.uint8)
cv2.fillPoly(mask, [capContour], (255, 255, 255))
roi = cv2.bitwise_and(GrayImage, GrayImage, mask=mask)
cv2.imshow('roi', roi)

直方图

反映像素的值在图像中的分布,值范围分段,进行统计,值可以是亮度,或任意色彩通道的分量
直方图可以作为阈值分割的参数选择依据

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import cv2  
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

#读取图像
src = cv2.imread('orign.bmp')

#绘制直方图
plt.hist(src.ravel(), bins=256, density=1, facecolor='green', alpha=0.75)
plt.xlabel("x")
plt.ylabel("y")
plt.show()

#显示原始图像
cv2.imshow("src", src)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

  • src.ravel()将二维图像数据展成一维
  • BINS 分若干组
  • DENSITY 密度
  • FACECOLOR 直方图颜色
  • ALPHA

matchtemplate

opencv.js

OpenCV directly in the browser (webassembly + webworker)

PIL( Python Imaging Library)是 Python 的第三方图像处理库,由于其功能丰富,API 简洁易用,因此深受好评。由于 PIL 库更新缓慢,目前仅支持 Python 2.7 版本,这明显无法满足 Python3 版本的使用需求。于是一群 Python 社区的志愿者(主要贡献者:Alex Clark 和 Contributors)在 PIL 库的基础上开发了一个支持 Python3 版本的图像处理库,它就是 Pillow。

Pillow 提供了丰富的图像处理功能,可概括为两个方面:
图像归档
图像处理
图像归档,包括创建缩略图、生成预览图像、图像批量处理等;而图像处理,则包括调整图像大小、裁剪图像、像素点处理、添加滤镜、图像颜色处理等。

Pillow 库可以配合 Python GUI(图形用户界面)工具 Tkinter 一起使用。

输入棋盘图片路径 棋盘角点数(横纵方格数减1)

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def calibratePos(imgPath, w, h):
chessboardImg = cv2.imread(imgPath)
chessboardImg = cv2.cvtColor(chessboardImg, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
ret, chessboard = cv2.findChessboardCorners(chessboardImg, (w, h), None)
cv2.drawChessboardCorners(chessboardImg, (w, h), chessboard, ret)
# cv2.imwrite('calibrated_image.jpg', chessboardImg)
cv2.imshow('calibrated image', chessboardImg)
cv2.waitKey(0)

vue的状态管理库
其核心是管理一个store(仓库) store保存变量的状态 组件引用store 查询状态
以commit mutation的方式更新状态

state

使用单一状态树,即app只用一个对象管理所有变量

mutation

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store.commit('increment', payload)
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const store = createStore({
state: {
count: 1
},
mutations: {
increment (state, payload) {
state.count += payload
}
}
})

mutation的处理方法不能是异步的 对于异步的状态是无法追踪的

action

与mutation类似
分发action

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store.dispatch('increment')

action通常传递一个mutation 其处理方法可以是异步的
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actions: {
incrementAsync ({ commit }) {
setTimeout(() => {
commit('increment')
}, 1000)
}
}

module

由于使用单一状态树,应用的所有状态会集中到一个比较大的对象。当应用变得非常复杂时,store 对象就有可能变得相当臃肿。

为了解决以上问题,Vuex 允许我们将 store 分割成模块(module)。每个模块拥有自己的 state、mutation、action、getter、甚至是嵌套子模块——从上至下进行同样方式的分割:

mapActions

ref

vtk.js widgets

vtk Widget是官方提供的常用小工具,如LineWidgetAngleWidgetPaitWidget

vtk Widget架构遵循MVC,分为三个组件

  • vtkWidgetState (model)
  • vtkWidgetRepresentation (view)
  • vtkAbstractWidget (control)

下图示意调用widget的不同组件的通信关系

Widget 工厂

Widget 工厂用于组装Widget及其state、representations

构建vtkWidgetState
调用getWidgetForView 工厂new一个widget对象 将state赋给该对象 创建并设置representations即SetRepresentation

开发者应继承vtkAbstractWidgetFactory开发widget

与InteractorStyle相比

VTK的交互器样式(vtkInteractorStyle)通常只是控制相机以及提供一些简单的键盘和鼠标事件的交互技术。交互器样式在渲染场景中并没有一种表达形式,也就是说,在交互时我们看不见交互器样式到底是什么样子的,用户在使用这些交互器样式时,必须事先知道哪些键盘和鼠标事件是控制哪些操作的。FromCSDN: Widgets简介

vtkWidget同为vtkInteractorObserver子类,监听并响应交互器事件,又添加可视化的representation

开发Widgets

Developing Widgets
vtkWidgetManager 是管理widgets创建、抑制(suppression)及聚焦(focus)的对象,每个render中唯一

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widget = vtkWidget.newInstance()
handle = widgetManager.addWidget(widget, viewType)
widgetManager.setRenderer(renderer)
widgetManager.grabFocus(widget)
widgetManager.enablePicking()

widgetManager.removeWidget(widget)
widget.delete()

focus至多一个widget 激活并使能其响应事件(其实behaviour也可以在unfocus的状态下响应)

使用widget的newInstance方法创建widget对象 这时widget state被创建 用于在不同组件间同步状态 比如工具栏和canvas的相互交互

viewType用于指示widget manager该使用的representation。

创建子状态

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vtkStateBuilder
.createBuilder()
.addStateFromMixin({
labels: ['{LABEL0}'],
mixins: ['origin', 'color', 'scale1', 'visible'],
name: '{NAME}',
initialValues: {
scale1: 0.1,
origin: [1, 2, 3],
visible: false,
}
})

  • name是子状态唯一标识 调用state.get{NAME}()从widget state中读取子状态
  • labels决定哪些representation可以用来渲染该子状态
  • mixins存放子状态有效数据 representation会使用到这些数据 因而是有限且标准的 get/set方法:subState.get{NAME}(), subState.set{NAME}() 修改子状态触发场景渲染
  • initialValues子状态初始值 非必须的

动态子状态
Mixins

调用widgetManager.getRepresentationsForViewType(viewType)返回含representation的集合 参数viewType是addWidget时指定的参数
返回各项 {builder, labels} 前者是Representation类 后者是representation对象要用到的子状态

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switch (viewType) {
case ViewTypes.DEFAULT:
case ViewTypes.GEOMETRY:
case ViewTypes.SLICE:
return [
{
builder: vtkCircleContextRepresentation,
labels: ['handle', 'trail'],
},
{
builder: vtkPolyLineRepresentation,
labels: ['trail'],
},
];
case ViewTypes.VOLUME:
return [
{
builder: vtkSphereHandleRepresentation,
labels: ['handles'],
initialValues: {
scaleInPixels: true,
},
},
{
builder: vtkSphereHandleRepresentation,
labels: ['moveHandle'],
initialValues: {
scaleInPixels: true,
},
},
{
builder: vtkSVGCircleHandleRepresentation,
labels: ['handles', 'moveHandle'],
}
];
default:
return [{ builder: vtkSphereHandleRepresentation, labels: ['handle'] }];
}

Representation托管自身actors和mappers, actor在Representation创建时创建,推入model.actors中进而渲染
Representation应继承vtkHandleRepresentation 或 vtkContextRepresentation

Widget behavior
widgetManager.addWidget返回的handle就是widget behavior对象 它控制这widget的行为:接收并响应鼠标、键盘事件 见其定义的方法形如 PublicAPI.handle{XXX}(callData)
widget behavior也可以访问renderer rendererWindow 和 interactor

程序入口

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// main.js
import Vue from 'vue'
import App from './App.vue'

// 生产环境中不提示 正在使用开发板警告
Vue.config.productionTip = false

new Vue({
render: h => h(App),
}).$mount('#app')

h 是 createElement 的别名
$mount(‘#app’) 表示将该组件挂在到id=”app”的dom上,这个#app在public/index.html上

provider & inject

类似于React的 Context Provider, 避免父组件向孙子后代组件传参时逐层引用,而以依赖注入的形式暴露给其他组件

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const app = Vue.createApp({})

app.component('todo-list', {
data() {
return {
todos: ['Feed a cat', 'Buy tickets']
}
},
provide: {
user: 'John Doe'
},
template: `
<div>
{{ todos.length }}
<!-- 模板的其余部分 -->
</div>
`
})

app.component('todo-list-statistics', {
inject: ['user'],
created() {
console.log(`Injected property: ${this.user}`) // > 注入的 property: John Doe
}
})

注意 provide 组件实例property,需要用返回函数的形式
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provide() {
return {
todoLength: this.todos.length
}
}

创建新解决方案 使用webapi模板 new -> Project -> ASP.NET Core Web API template
命令行工具参考Microsoft Doc: dotnet new

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mkdir MyServices
cd MyServices
dotnet new sln
mkdir src
dotnet new webapi -lang C# -o src/MyServices.API
dotnet sln add src/MyServices.API/MyServices.API.csproj

添加class library项目
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dotnet new classlib -lang C# -o src/MyServices.EntityManagers
dotnet new classlib -lang C# -o src/MyServices.Models
dotnet sln add src/MyServices.EntityManagers/MyServices.EntityManagers.csproj
dotnet sln add src/MyServices.Models/MyServices.Models.csproj

创建详细目录,如下
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─src
├───MyServices.API
│ ├───Controllers
│ ├───Infrastructure
│ │ ├───ActionFilters
│ │ ├───DbContext
│ │ ├───Helpers
│ │ ├───OData
│ │ └───Security
│ └───Properties
├───MyServices.EntityManagers
│ ├───interfaces
│ ├───Managers
│ └───Utilities
└───MyServices.Models
├───Contexts
├───DTO
├───Enums
└───Migrations

安装依赖
API layer

  • Microsoft.AspNetCore.Mvc.NewtonsoftJson
  • Microsoft.AspNetCore.OData √
  • Microsoft.OData.ModelBuilder
  • Microsoft.EntityFrameworkCore √
  • Microsoft.EntityFrameworkCore.Design √
  • Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer √
  • Microsoft.EntityFrameworkCore.Tools √
  • Swashbuckle.AspNetCore √
    EntityManager layer
    None
    Model layer
  • Microsoft.EntityFrameworkCore
  • Microsoft.EntityFrameworkCore.Design
  • Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer