图像增强解决方案

Question

我有大量以下类型/质量的图片：

我想做的是：

• 去除噪点（不影响图像的其余部分）
• 增强线条

无法使用画笔/橡皮擦手动操作，因为图像太多。 可以使用哪些操作/过滤器来增强这些图像？

Answer 1

最简单的方法可能是 ImageMagick。由于需要对大量图片进行操作，所以可以编写一个脚本来实现。

您可以开始使用以下适用于 ImageMagick 的 convert 命令的图像运算符：

• -threshold:
  此运算符对输入图像应用同时的黑白阈值。

• -blur：
  该算子可降低输入图像的噪点和细节级别。

• -sharpen：
  该运算符锐化输入图像。

• -black-threshold:
  此运算符强制将低于阈值的所有像素变黑，同时保持阈值或高于阈值的所有像素不变。

• -white-threshold:
  此运算符强制将阈值的所有像素变白，同时保持阈值或阈值以上的所有像素不变。

• -morphology:
  该运算符可以使用各种'方法' 修改图像。以下是方法dilate 和erode 的示例（有超过2 打不同的方法可用）。每种方法都可以应用不同的'kernels'。以下是内核 diamond 和 kirsch 的示例（几乎有 3 打不同的内核可用）。

您可以应用其中的一个，或者在一个命令行中应用其中几个的适当组合。尝试几种变体，看看哪种最适合您。

'阈值'

以下是一些命令示例及其输出：

convert                              \
  http://i.stack.imgur.com/15lOG.png \
 -threshold 50%                      \
  50pc-threshold.png

convert                              \
  http://i.stack.imgur.com/15lOG.png \
 -threshold 85%                      \
  85pc-threshold.png

第一张图片（左侧）显示了第一个命令的输出。第二个图像是第二个命令的结果：

'threshold' 加上 'blur'

为了减少锐利的黑/白边框，您可能希望“让眼睛更容易”并对输出应用一些额外的模糊：

convert                              \
  http://i.stack.imgur.com/15lOG.png \
 -threshold 85%                      \
 -blur 2x1                           \
  85pc-threshold+blur-2x1.png

'threshold' 加上 'blur' 加上 'sharpen'

有关输出，请参见下一张图片（左侧）。模糊后，您可以应用另一轮（或两轮）处理：再次锐化。这是一个命令：

convert                              \
  http://i.stack.imgur.com/15lOG.png \
 -threshold 85%                      \
 -blur 2x1                           \
 -sharpen 0x3                        \
 -sharpen 0x3                        \
  85pc-threshold+blur-2x1+sharpen-0x3+sharpen-0x3.png

各自的输出是最后一张图片（右边）。

'white-threshold' 和 'black-threshold'

以下两个命令演示了-white-threshold 50%和-black-threshold 50%的用法：

convert                              \
  http://i.stack.imgur.com/15lOG.png \
 -white-threshold 50%                \
  white-threshold-50pc.png

convert                              \
  http://i.stack.imgur.com/15lOG.png \
 -black-threshold 50%                \
  black-threshold-50pc.png

以下两张图片显示了生成的图片：

同上，但阈值不同：

convert                              \
  http://i.stack.imgur.com/15lOG.png \
 -white-threshold 85%                \
  white-threshold-85pc.png

convert                              \
  http://i.stack.imgur.com/15lOG.png \
 -black-threshold 85%                \
  black-threshold-85pc.png

'black-threshold' 加上 'black-threshold'

结合两个阈值操作：

convert                              \
  http://i.stack.imgur.com/15lOG.png \
 -black-threshold 85%                \
 -white-threshold 85%                \
  black-threshold-85pc+white-threshold-85pc.png


convert                              \
  http://i.stack.imgur.com/15lOG.png \
 -white-threshold 85%                \
 -black-threshold 85%                \
  white-threshold-85pc+black-threshold-85pc.png

如果您仔细观察，您会很容易发现最后两个示例命令的输出没有什么不同（并且它们也与第二个命令的输出相同）。

为了可能获得比上述命令更好的结果，您必须对各个参数进行一些变体（不要总是使用85%...）。

额外的'thinning'与-morphology

我们可以对当前结果之一应用一些'thinning'。我将选择顶部的第四个图像/命令：

convert                              \
  http://i.stack.imgur.com/15lOG.png \
 -threshold 85%                      \
 -blur 2x1                           \
 -sharpen 0x3                        \
 -sharpen 0x3                        \
 -morphology erode diamond           \
  85pc-threshold+blur-2x1+sharpen-0x3+sharpen-0x3+erode+diamond.png

添加的-morphology erode diamond 使用“菱形”形状的“内核”来侵蚀白色区域——这意味着黑色线条变得更粗。您可以在下面的第一张图片中看到这一点。但这不是我们想要的效果。这就是为什么我们在 -morphology 之前应用 -negate 操作，然后在之后应用 -negate 的原因：

convert                              \
  http://i.stack.imgur.com/15lOG.png \
 -threshold 85%                      \
 -blur 2x1                           \
 -sharpen 0x3                        \
 -sharpen 0x3                        \
 -negate                             \
 -morphology erode diamond           \
 -negate                             \
  85pc-threshold+blur-2x1+sharpen-0x3+sharpen-0x3+negate+erode+diamond.png

两个输出图像如下：

我们可以使用dilate（扩大白色）来代替erode（侵蚀白色）：

convert                              \
  http://i.stack.imgur.com/15lOG.png \
 -threshold 85%                      \
 -blur 2x1                           \
 -sharpen 0x3                        \
 -sharpen 0x3                        \
 -morphology dilate diamond          \
  85pc-threshold+blur-2x1+sharpen-0x3+sharpen-0x3+dilate+diamond.png

要查看所有内置内核形状的列表，请运行 convert -list kernel。我们可以用“kirsch”来代替菱形形态内核：

convert                              \
  http://i.stack.imgur.com/15lOG.png \
 -threshold 85%                      \
 -blur 2x1                           \
 -sharpen 0x3                        \
 -sharpen 0x3                        \
 -morphology dilate kirsch           \
  85pc-threshold+blur-2x1+sharpen-0x3+sharpen-0x3+dilate+kirsch.png

要获得所有可用内核的完整功能集，您可以试试这个：

for i in $(convert -list kernel); do    \
   convert                              \
     http://i.stack.imgur.com/15lOG.png  \
    -threshold 85%                       \
    -blur 2x1                            \
    -sharpen 0x3                         \
    -sharpen 0x3                         \
    -morphology dilate ${i}              \
     85pc-threshold+blur-2x1+sharpen-0x3+sharpen-0x3+dilate+${i}-kernel.png \
done

要了解有关各种 -morphology 操作的更多信息，请参阅此处：ImageMagick Examples -- Morphology of Shapes。要获取形态学内核的完整列表，请运行 convert -list morphology。

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_{ImageMagick 中有更多可用的处理选项。您应该自己探索它们...从这里开始了解它们：}

1. _{ImageMagick Command-Line Options}
2. _{ImageMagick Usage Examples}
3. _{ImageMagick Usage Examples -- Reference Index}