Κατανόηση της Διπολικότητας στην Επεξεργασία Εικόνας και στην όραση υπολογιστή

Η διπόλωση είναι μια διαδικασία μετατροπής μιας εικόνας ή ενός σήματος σε δύο αντίθετες πολικότητες. Με άλλα λόγια, είναι μια τεχνική που εκχωρεί δύο ακραίες τιμές σε κάθε pixel ή δείγμα εικόνας ή σήματος, μια θετική και μια αρνητική. Η εικόνα ή το σήμα που προκύπτει έχει διτροπική κατανομή, με τα περισσότερα εικονοστοιχεία ή δείγματα να έχουν μία από τις δύο ακραίες τιμές και μερικά να έχουν μηδενική τιμή. Τμηματοποίηση εικόνας: Με την αντιστοίχιση δύο ακραίων τιμών σε κάθε pixel, η διπόλωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να διαχωριστούν αντικείμενα από το φόντο και το ένα από το άλλο.
2. Ανίχνευση άκρων: Η διπόλωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση ακμών σε μια εικόνα επισημαίνοντας περιοχές με μεγάλες διαφορές στην ένταση.
3. Μείωση θορύβου: Με την καταστολή των pixel με χαμηλή ένταση, η διπόλωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μείωση του θορύβου σε μια εικόνα.
4. Συμπίεση εικόνας: Η διπόλωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη συμπίεση εικόνων αναπαριστάνοντάς τις ως άθροισμα δύο ακραίων τιμών.
5. Ιατρική απεικόνιση: Η διπόλωση χρησιμοποιείται στην ιατρική απεικόνιση για την ενίσχυση της αντίθεσης μεταξύ διαφορετικών ιστών ή δομών.
6. Απεικόνιση μικροσκοπίας: Η διπόλωση χρησιμοποιείται στην απεικόνιση μικροσκοπίας για την ενίσχυση της αντίθεσης μεταξύ διαφορετικών δομών ή χαρακτηριστικών.
7. Μηχανική όραση: Η διπόλωση χρησιμοποιείται στη μηχανική όραση για τον διαχωρισμό αντικειμένων από το φόντο και το ένα από το άλλο.
8. Ρομποτική: Η διπόλωση χρησιμοποιείται στη ρομποτική για την ανίχνευση ακμών και ορίων στο περιβάλλον.
9. Γραφικά υπολογιστών: Η διπόλωση χρησιμοποιείται στα γραφικά υπολογιστών για τη δημιουργία εικόνων υψηλής αντίθεσης με διτροπική κατανομή τιμών εικονοστοιχείων.
10. Ανάλυση δεδομένων: Η διπόλωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μείωση της διάστασης μεγάλων συνόλων δεδομένων προβάλλοντάς τα σε έναν διτροπικό χώρο.

Υπάρχουν διάφορες τεχνικές για την εκτέλεση διπολικότητας, όπως:

1. Κατώφλι: Αυτό περιλαμβάνει τον ορισμό μιας τιμής κατωφλίου και την εκχώρηση μιας ακραίας τιμής σε εικονοστοιχεία με ένταση πάνω από το όριο και της άλλης ακραίας τιμής σε εικονοστοιχεία με ένταση κάτω από το όριο.
2. Ισοστάθμιση ιστογράμματος: Αυτό περιλαμβάνει την ανακατανομή των τιμών της έντασης μιας εικόνας για να δημιουργηθεί μια πιο ομοιόμορφη κατανομή, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε διτροπική κατανομή.
3. Διόρθωση γάμμα: Αυτό περιλαμβάνει την εφαρμογή ενός μη γραμμικού μετασχηματισμού στις τιμές της έντασης μιας εικόνας για την ενίσχυση της αντίθεσης.
4. Denoising wavelet: Περιλαμβάνει τη χρήση μετασχηματισμών wavelet για τον διαχωρισμό μιας εικόνας σε διαφορετικές ζώνες συχνοτήτων και την καταστολή pixel με χαμηλή ένταση στις ζώνες υψηλής συχνότητας.
5. Ανάλυση κύριου συστατικού (PCA): Περιλαμβάνει την προβολή μιας εικόνας σε έναν χώρο χαμηλότερης διάστασης που ορίζεται από τα κύρια στοιχεία της εικόνας, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε διτροπική κατανομή.