# 圖片濾鏡系統期末線上展覽
因為有些同學在demo時卡到其他時間，因此做了個線上的展覽讓大家可以檢視各組做的狀況。選出一些做得還不錯的結果與一些特別的演算法與大家分享。甚至有同學改良現有的演算法達到更好的結果，非常厲害。

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## 基本功能
### Box Filter
將kernel內的所有像素取平均值，因此當kernel越大，輸出圖片會越模糊，會失去越多細節。

* Author: 廖哲武

* Author: 林柏宇 李承洸

* Author: 張庭洋

### Median Filter
將kernel內的所有像素取出中位數，因此可以將圖片中的極值濾掉。在圖片中的極值為0與255的黑白像素，亦稱作pepper salt noise，因為胡椒是黑的，鹽是白的，就是胡椒鹽的概念。因此如果使用這種濾鏡，便可以將極大值與極小值濾除。此外，與box filter同理，若使用更大的濾鏡，將會使圖片變得更加模糊，失去更多細節。

* Author: 廖哲武

* Author: 張庭洋

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:bulb: 雀斑消失了!
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* Author: 黃綵誼

### Identity Filter
Skip，基本上輸出圖片與輸入圖片相等。

## 進階功能

### Contrast Stretching(對比拉伸)

$$Pixel_{new}=\dfrac{Pixel-Pixel_{min}}{Pixel_{max}-P_{min}}$$

* Author: 張庭洋

* Author: 廖偉程 沈昱成

* Author: 郭庭維

如果該圖片本身就具備0及255這種極值的像素值，則拉伸的結果便會非常有限。郭庭維同學因此改良原先的算法，使對比度能夠更加的被拉伸。具體細節如下:

* Author: 郭庭維

### Mosaic Filter(馬賽克濾鏡)
與期末上機考第二題max pooling的做法類似，只不過這次是計算kernel包住的平均值，而非最大值。可以觀察到當kernel size越大，圖片變得更模糊，馬賽克得顆粒越大。

* Author: 郭庭維

### Intensity Transformation(強度轉換)
基本上就是找各種函數將input的像素值map到ouptut的像素值。

* Author: 江旭宸 周志鎧

* Authot: 黃綵誼

### Histogram Equalization(直方圖均化)
ref: [https://jason-chen-1992.weebly.com/home/-histogram-equalization]
為使用統計的手法將像素值盡可能的分散到不同的像素值，以增強圖片對比度。

* Author: 黃綵誼

### Alpha-Trimmed Mean Filter(Alpha-修整平均濾波器)
結合了box filter與median filter的點子，將kernel內的像素值排序後，去掉部分的極大極小值，將剩餘的值平均。為一個對抗胡椒鹽雜訊的好工具。

* Author: 江旭宸 周志鎧

### Sobel Gradient Filter(索伯梯度濾鏡)
Horizontal Kernel:

$$G_{x}=\left(
\begin{array}{ccc}
+1 & 0 & -1 \\
+2 & 0 & -2 \\
+1 & 0 & -1 \\
\end{array}
\right)$$

Vertical Kernel:

$$G_{y}=\left(
\begin{array}{ccc}
+1 & +2 & +1 \\
0 & 0 & 0 \\
-1 & -2 & -1 \\
\end{array}
\right)$$

將兩個kernel與原圖作convolution之後作幾何平均:
$$I(x, y) = \sqrt{(G_x * I)^2 + (G_y * I)^2}$$

* Author: 楊捷茗

* Author: 張庭洋

### Linear Motion Blurring(線性運動模糊)
這個濾鏡的結果很像在拍照的時候手抖了一下，因此會有一個速度感。實作原理如下:

$$B(x, y) = \int I(x - t \cdot \cos(\theta), y - t \cdot \sin(\theta)) \, dt$$

其中$I(x,y)$為原始圖像中的像素值，$B(x,y)$為模糊後的像素值。透過將上式離散化所得到的kernel與原圖作convolution之後，便可以得到圖片朝特定方向產生線性模糊的結果圖。

* Author: 江旭宸 周志鎧

## 特殊現象
### Moire Pattern(摩爾紋)
當ASCII ART使用過高解析度，且原始圖片解析度較高時，在液晶螢幕上顯示只有黑字的ASCII ART時會因為大量細紋的光學干涉產生摩爾紋效應。

* Author: 廖哲武

在日常生活中也會出現類似的現象:
ref: [https://www.fuji.com.tw/shownews.asp?RecordNo=880]

## 希望你們學到的事情
:::info
:bulb: Programming + Domain Knowledge = Potential
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現在學會寫程式後，再加上你們來自各個領域的專業知識，便有無限的潛能。