Işığın kırılma kanunu tabanlı görüntü işleme

Abstract

Görüntü işleme konusu, önemi ve uygulama alanı oldukça hızlı gelişen bir konu haline gelmiştir. Tıp, güvenlik, endüstri, yeryüzü bilimleri, tarih, sanat ve diğer birçok alanda görüntü işleme uygulamaları karşımıza çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında görüntü işleme konusuna yeni bir bakış açısı getirilerek, ışığın kırılma kanunu tabanlı yeni bir algoritma geliştirilmiştir. Gerçekleştirilen yeni algoritma temelde piksellerin birbirleriyle olan benzerlik değerlerini bulmaya yöneliktir. Benzerlik oranı hesaplanırken fiziksel bir olay olan ışığın kırılmasından faydalanılmıştır. Işık saydam bir levhaya gelip, kırıldıktan sonra, ortama girdiği doğrultuda ortamdan çıkar. Bununla birlikte, ışığın geliş ve kırılma açısının farklı ortamlarda farklı değerlerde olması sonucunda, çıkışta paralel bir kayma meydana gelir. Bu kayma miktarı benzerlik ölçümünde kullanılmıştır. Kenar belirleme işlemi yapılırken görüntüdeki her bir piksel için benzerlik ilişki matrisi oluşturulur ve bu matristeki en büyük değer seçilerek görüntüde yerine yerleştirilir. Böylece görüntünün kenar haritası elde edilmiş olur. Bölütleme işleminde de aynı şekilde pikseller arasındaki benzerlik değerleri bulunarak her bir piksel için belirlenen bir eşik değeri ile karşılaştırılır. Bu karşılaştırma sonucunda ilgili piksel etiketlenir ve benzerlerinin bulunduğu bir bölgeye dahil edilir. Burada dikkat edilmesi gereken husus bir bölgeye dahil edilen pikselin pozitif bir etiket alması ve aynı pikselin başka bir bölgeye daha dahil edilmemesidir. Üzerinde hiç işlem yapılmamış olan bir pikselin etiket değeri negatiftir.Bu tezde önerilen yöntem karmaşık hesaplar içermemesi bakımından avantajlıdır. Yöntem literatürde bilinen bazı görüntüler üzerinde test edilmiştir. Alınan sonuçlar yöntemin tatmin edici olduğunu göstermektedir. Önerilen bu yöntem, bundan sonra yapılacak görüntü filtreleme çalışmalarında kullanılabilir.

The subject ?image processing? has become such a subject that has a growing importance and application area nowadays. Today we encounter with the applications of image processing in many fields like medicine, security, industry, earth sciences, history, art and so on. In this study a new approach for image processing has been developed. The new approach is based on the law of light refraction. The improved algorithm basically focuses to find the similarity relation values of pixels. In the calculation of similarity ratios of each pixel, the light refraction has emerged which is a physical event. After the light has been refracted in a transparent sheet, it gets through from the entrance direction. However as a result of the difference between incident angle and refraction angle of light, there exists a parallel shift. This shift amount has been used for measuring similarity between pixels. While edge detection is being done, a similarity relation matrix is set for each pixel in the image and the biggest similarity value in this matrix is chosen and is located in the image. Hence the edge map of the image is obtained. Also in the segmentation operation the similarity values of each pixel is found and compared with the determined threshold value. As a result of this comparison, the current pixel is labeled and it is included in a region consisting similar pixels. The key point here is a pixel included by a region must take a positive label value and cannot be included in any other region. The label value of an unprocessed pixel must be negative.The method used in this thesis is advantageous in terms of having not complex calculations. The proposed method has been tested on the standard images. Satisfactory results have been attained by using this method. This method can be used in the further studies about image filtering.