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Commit 3103f85b authored by Carla Elena Gomez Alvarado's avatar Carla Elena Gomez Alvarado
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Procesamiento_digital_imagenes_bordes.ipynb
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%% Cell type:code id: tags:
``` python
import cv2
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
from PIL import Image
from PIL.ExifTags import TAGS
from numpy import asarray
from numpy.fft import fft2, fftshift, fftfreq, ifft2 #Python DFT
```
%% Cell type:code id: tags:
``` python
#imagename = "Data_Mars/crateres.jpg"
#imagename = "Data_Mars/Perseverance_ZR0_0074.png" -codigo adicional para recorte de bordes negros.
#imagename = "Data_Mars/mastcamz_2_prints.jpg"
imagename = "Data_Mars/Data_Mars_Mars8.png"
#imagename = "Data/crateres.jpg"
#imagename = "Data/Perseverance_ZR0_0074.png" -codigo adicional para recorte de bordes negros.
#imagename = "Data/mastcamz_2_prints.jpg"
imagename = "Data/Data_Mars_Mars8.png"
# read the image data using PIL
image = Image.open(imagename)
```
%% Cell type:code id: tags:
``` python
display (image)
```
%% Cell type:markdown id: tags:
crateres.jpg : Image downloaded from : https://mars.nasa.gov/mars2020-raw-images/pub/ods/surface/sol/00000/ids/edr/browse/edl/ELM_0000_0666952859_600ECM_N0000030LVS_04000_0000LUJ00_800.jpg
Perseverance_ZR=_0074.png : Image downloaded from :
%% Cell type:code id: tags:
``` python
img = cv2.imread(imagename, 0) # load an image
#3 = np.asarray(imagename, dtype = np.float32) # Image class instance, I1, to float32 Numpy array, a
img_float32 = np.float32(img)
```
%% Cell type:markdown id: tags:
Para procesar la imagen se lee como cv2.imread y luego se le aplica la DFT
DFT: Discrete Fourier Transform.
%% Cell type:code id: tags:
``` python
hist =cv2.calcHist([img],[0],None,[256],[0,256])
plt.plot(hist,color='blue')
plt.xlabel('Intensidad de Iluminacion')
plt.ylabel('Pixels Bins')
plt.show()
plt.hist(np.concatenate((img),axis=0),bins=250)
plt.xlabel('Intensidad de Iluminacion')
plt.ylabel('Pixels Bins')
plt.show()
```
%% Cell type:code id: tags:
``` python
#transform,ar el array de la imagen en punto flotante para ser procesado.
dft = cv2.dft(np.float32(img), flags=cv2.DFT_COMPLEX_OUTPUT)
dft_shift =np.fft.fftshift(dft)
```
%% Cell type:code id: tags:
``` python
# convert image to numpy array
data = asarray(image)
print(type(data))
# caracteristicas de la imagen
print(data.shape)
```
%% Cell type:code id: tags:
``` python
#Muestra cada valor de cada pixel de la imagen como array en Numpy
#print(data)
```
%% Cell type:code id: tags:
``` python
#imagen en el espacio de las frecuencias :
f = np.fft.fft2(img) #fft2 para 2 dimensiones
fshift = np.fft.fftshift(f) # para centrar las frecuencias bajas.
# fft2 tiene valors imaginarios por ello se saca el espectro real o de magnitud.
magnitude_sprectrum = 20*np.log(np.abs(fshift))
```
%% Cell type:code id: tags:
``` python
f.shape
```
%% Cell type:code id: tags:
``` python
fft2(f)
```
%% Cell type:code id: tags:
``` python
#Matplotlib para crear 2 subplots en la misma linea para comparar la imagen original y
#la imagen transformada en el espectro de frecuencias.
plt.subplot(121),plt.imshow(img , cmap = 'gray')
plt.title('Original Image'), plt.xticks([]),plt.yticks([])
plt.subplot(122),plt.imshow(magnitude_sprectrum , cmap = 'gray')
plt.title('Magnitude Spectrum'), plt.xticks([]),plt.yticks([])
plt.show
```
%% Cell type:code id: tags:
``` python
#Filtro pasa alto HPF en el dominio de las frencuencias para demarcar contornos:
rows, cols = img.shape
crow, ccol = int(rows/2), int(cols/2)
#remover las frecuencias bajas usando una plantilla circular
mask=np.ones((rows,cols,2),np.uint8)
r = 40
center = [crow, ccol]
x, y = np.ogrid[:rows, :cols]
mask_area = (x - center[0]) ** 2 + (y - center[1]) ** 2 <= r*r
mask[mask_area] = 1
fshift=dft_shift*mask
fshift_mask_mag=2000*np.log(cv2.magnitude(fshift[:,:,0],fshift[:,:,1]))
f_ishift =np.fft.ifftshift(fshift)
img_back =cv2.idft(f_ishift)
img_back =cv2.magnitude(img_back[:,:,0],img_back[:,:,1])
#fshift[crow-30:crow+30,ccol-30:ccol+30]=0
f_ishift = np.fft.ifftshift(fshift)
img_back = np.fft.ifft2(f_ishift)
img_back = np.abs(img_back)
```
%% Cell type:code id: tags:
``` python
#Filtro pasa Banda BPF aplicando dos circulos concentricos
rows, cols = img.shape
crow, ccol = int(rows/2), int(cols/2) # circulo centro
#remover las frecuencias bajas usando una plantilla circular
rows, cols = img.shape
crow, ccol = int(rows/2), int(cols/2)
mask=np.zeros((rows,cols,2),np.uint8)
r_out = 40
r_in = 4
center = [crow, ccol]
x, y = np.ogrid[:rows, :cols]
mask_area = np.logical_and(((x-center[0])**2 +(y-center[1])**2>= r_in**2),
((x-center[0])**2 +(y-center[1])**2<= r_out**2))
mask[mask_area] = 1
fshift=dft_shift*mask
fshift_mask_mag= 2000 * np.log(cv2.magnitude(fshift[:, :, 0], fshift[:, :, 1]))
f_ishift =np.fft.ifftshift(fshift)
img_back =cv2.idft(f_ishift)
img_back =cv2.magnitude(img_back[:,:,0],img_back[:,:,1])
#fshift[crow-30:crow+30,ccol-30:ccol+30]=0
fig = plt.figure(figsize=(20,20))
fig.add_subplot(2, 2, 1), plt.imshow(img, cmap='gray')
plt.title('Input Image'), plt.xticks([]), plt.yticks([])
fig.add_subplot(2, 2, 2), plt.imshow(magnitude_sprectrum,cmap='gray')
plt.title('After FFT'), plt.xticks([]), plt.yticks([])
fig.add_subplot(2, 2, 3), plt.imshow(fshift_mask_mag, cmap='gray')
plt.title('FFT + Mask'), plt.xticks([]), plt.yticks([])
fig.add_subplot(2, 2, 4), plt.imshow(img_back, cmap='gray')
plt.title('After FFT Inverse'), plt.xticks([]), plt.yticks([])
plt.show()
```
%% Cell type:code id: tags:
``` python
#Filtro pasa Banda BPF aplicando dos circulos concentricos
rows, cols = img.shape
crow, ccol = int(rows/2), int(cols/2) # circulo centro
#remover las frecuencias bajas usando una plantilla circular
rows, cols = img.shape
crow, ccol = int(rows/2), int(cols/2)
mask=np.zeros((rows,cols,2),np.uint8)
#con diferentes radios tal que sean mayor que la zona central, tapando la mayor cantidad de bajas frencuencias.
r_out = 80
r_in = 4
center = [crow, ccol]
x, y = np.ogrid[:rows, :cols]
mask_area = np.logical_and(((x-center[0])**2 +(y-center[1])**2>= r_in**2),
((x-center[0])**2 +(y-center[1])**2<= r_out**2))
mask[mask_area] = 1
fshift=dft_shift*mask
fshift_mask_mag= 2000 * np.log(cv2.magnitude(fshift[:, :, 0], fshift[:, :, 1]))
f_ishift =np.fft.ifftshift(fshift)
img_back =cv2.idft(f_ishift)
img_back =cv2.magnitude(img_back[:,:,0],img_back[:,:,1])
fig = plt.figure(figsize=(20,20))
fig.add_subplot(121),plt.imshow(img , cmap = 'gray')
plt.title('Original Image'), plt.xticks([]),plt.yticks([])
fig.add_subplot(122),plt.imshow(img_back , cmap = 'gray')
plt.title('AFTER FFT Inverse image'), plt.xticks([]),plt.yticks([])
plt.show()
```
%% Cell type:code id: tags:
``` python
plt.subplot(131),plt.imshow(img, cmap='gray')
plt.title('Input Image'), plt.xticks([]), plt.yticks([])
plt.subplot(132),plt.imshow(img_back , cmap = 'gray')
plt.title('Imagen con HPF'), plt.xticks([]),plt.yticks([])
plt.subplot(133),plt.imshow(img_back)
plt.title('Imagen Final'), plt.xticks([]),plt.yticks([])
plt.show
```
%% Cell type:code id: tags:
``` python
fig = plt.figure(figsize=(20,20))
fig.add_subplot(121),plt.imshow(img , cmap = 'gray')
plt.title('Original Image'), plt.xticks([]),plt.yticks([])
fig.add_subplot(122),plt.imshow(img_back , cmap = 'gray')
plt.title('HPF image'), plt.xticks([]),plt.yticks([])
plt.show
```
%% Cell type:code id: tags:
``` python
#Comparativa para la foto de las rocas
#recortado de foto
#Recortar una imagen
crop= img[200:400,200:500]
cv2.imshow('Seccion Imagen',crop)
```
%% Cell type:code id: tags:
``` python
#filtro Pasa bajos: LPF
dft_shift= np.fft.fftshift(dft)
rows, cols = img.shape
crow , ccol = int(rows/2), int(cols/2)
mask= np.zeros((rows,cols,2),np.uint8)
mask[crow-30:crow+30,ccol-30:ccol+30]=1
fshift = dft_shift*mask
f_ishift=np.fft.ifftshift(fshift)
img_back=cv2.idft(f_ishift)
img_back=cv2.magnitude(img_back[:,:,0],img_back[:,:,1])
```
%% Cell type:code id: tags:
``` python
fig = plt.figure(figsize=(20,20))
fig.add_subplot(121),plt.imshow(img , cmap = 'gray')
plt.title('Original Image'), plt.xticks([]),plt.yticks([])
fig.add_subplot(122),plt.imshow(img_back , cmap = 'gray')
plt.title('LPF image'), plt.xticks([]),plt.yticks([])
plt.show
```
%% Cell type:code id: tags:
``` python
```
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