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b434. 圖片的梯度

contents

  1. 1. Problem
  2. 2. Sample Input
  3. 3. Sample Output
  4. 4. Solution

Problem

可以參考 中央大學影像處理實驗室 課程 講義第八章 邊擷取

邊緣擷取可以靠相鄰像素的差異來判斷是否是邊緣，若顏色差異很大則表示是邊。然而圖片像素是不連續的離散點，因此沒有辦法利用微積分學到的微分來得精準，而是要採用差分 (減法)，至於遮罩要取多大是個問題，一般而言還會搭配降噪的矩陣來完成。

如 Prewitt operator、Sobel operator、Kirsch operator … 等，矩陣都有搭配降噪處理。之所以用矩陣表示，是為了讓 GPU 快速地計算數值。

Sample Input

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2 2
0 0 0 255 255 255
255 255 255 255 255 255

Sample Output

1
2
3
2 2
255 255 255 0 0 0
0 0 0 0 0 0

Solution

按照公式模擬即可。

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#include <bits/stdc++.h> 
using namespace std;
class IMAGE {
public:
    struct Pixel {
        double r, g, b, a;
        Pixel(double x = 0, double y = 0, double z = 0, double w = 0):
            r(x), g(y), b(z), a(w) {}
        void read() {
            scanf("%lf %lf %lf", &r, &g, &b);
        }
        Pixel operator-(const Pixel &x) const {
        	return Pixel(r-x.r, g-x.g, b-x.b, a-x.a);
    	}
    	Pixel operator+(const Pixel &x) const {
        	return Pixel(r+x.r, g+x.g, b+x.b, a+x.a);
    	}
    	Pixel operator*(const double x) const {
        	return Pixel(r*x, g*x, b*x, a*x);
    	}
        Pixel operator/(const double x) const {
        	return Pixel(r/x, g/x, b/x, a/x);
    	}
    	void print() {
    		printf("%d %d %d", (int)round(r), (int)round(g), (int)round(b));
    	}
    };
    int W, H;
    static const int MAXN = 256;
    Pixel data[MAXN][MAXN];
    void read() {
        scanf("%d %d", &W, &H);
        for (int i = 0; i < H; i++)
            for (int j = 0; j < W; j++)
                data[i][j].read();
    }
    Pixel pabs(Pixel x) {
        return Pixel(fabs(x.r), fabs(x.g), fabs(x.b));
    }
    void border() {
        for (int i = 0; i < H; i++) {
            for (int j = 0; j < W; j++) {
                Pixel dx(0, 0, 0), dy(0, 0, 0);
                if (i+1 < H)
                    dx = data[i+1][j] - data[i][j];
                if (j+1 < W)
                    dy = data[i][j+1] - data[i][j];
                dx = pabs(dx), dy = pabs(dy);
                data[i][j] = (dx + dy)/2.0;
            }
        }
    }
    void print() {
        printf("%d %d\n", W, H);
        for (int i = 0; i < H; i++)
            for (int j = 0; j < W; j++)
                data[i][j].print(), printf("%c", j == W-1 ? '\n' : ' ');
    }
} test;
int main() {
    test.read();
    test.border();
    test.print();
    return 0;
}