Aplicación de filtros, convoluciones y mascaras

FIltrosConvoluciones.py

@@ -0,0 +1,169 @@
+# -*- coding: utf-8 -*-
+"""
+Created on Sun Sep  2 14:12:49 2018
+
+@author: FamiliaHogar
+"""
+
+from skimage import io
+import matplotlib.pyplot as plt
+import numpy as np
+
+#plt.rcParams['image.cmap'] = 'gray'
+matrizOriginal = (io.imread('blackWhite.png')/255.0)/255.0
+i, j = matrizOriginal.shape
+matrizSuavizada = np.zeros((i, j))
+matrizBordeada = np.zeros((i, j))
+matrizPerfilada = np.zeros((i, j))
+
+###### Suavizado ######
+
+for x in range(i):
+    for y in range(j): 
+        if x == 0 and y == 0:
+            matrizSuavizada[x,y] = ((matrizOriginal[(x+1),y] + matrizOriginal[(x+1),(y+1)] 
+            + matrizOriginal[x,(y+1)] + matrizOriginal[x,(y+1)] + matrizOriginal[x,y] 
+            + matrizOriginal[x,y] + matrizOriginal[x,y] + matrizOriginal[(x+1),y] 
+            + matrizOriginal[x,y])/10)
+        elif x == i-1 and y == 0:
+            matrizSuavizada[x,y] = ((matrizOriginal[(x),y] + matrizOriginal[(x),(y+1)] 
+            + matrizOriginal[x,(y+1)] + matrizOriginal[x-1,(y+1)] + matrizOriginal[x-1,y] 
+            + matrizOriginal[x-1,y] + matrizOriginal[x,y] + matrizOriginal[(x),y] 
+            + matrizOriginal[x,y])/10)
+        elif x == i-1 and y == j-1:
+            matrizSuavizada[x,y] = ((matrizOriginal[(x),y] + matrizOriginal[(x),(y)] 
+            + matrizOriginal[x,(y)] + matrizOriginal[x-1,(y)] + matrizOriginal[x-1,y] 
+            + matrizOriginal[x-1,y-1] + matrizOriginal[x,y-1] + matrizOriginal[(x),y-1] 
+            + matrizOriginal[x,y])/10)
+        elif x == 0 and y == j-1:
+            matrizSuavizada[x,y] = ((matrizOriginal[(x+1),y] + matrizOriginal[(x+1),(y)] 
+            + matrizOriginal[x,(y)] + matrizOriginal[x,(y)] + matrizOriginal[x,y] 
+            + matrizOriginal[x,y-1] + matrizOriginal[x,y-1] + matrizOriginal[(x+1),y-1] 
+            + matrizOriginal[x,y])/10)
+        elif y == 0 and x != 0 and x != i-1: 
+            matrizSuavizada[x,y] = ((matrizOriginal[(x+1),y] + matrizOriginal[(x+1),(y+1)] 
+            + matrizOriginal[x,(y+1)] + matrizOriginal[x-1,(y+1)] + matrizOriginal[x-1,y] 
+            + matrizOriginal[x-1,y] + matrizOriginal[x,y] + matrizOriginal[(x+1),y] 
+            + matrizOriginal[x,y])/10)
+        elif x == i-1 and y != 0 and y != j-1:
+            matrizSuavizada[x,y] = ((matrizOriginal[(x),y] + matrizOriginal[(x),(y+1)] 
+            + matrizOriginal[x,(y+1)] + matrizOriginal[x-1,(y+1)] + matrizOriginal[x-1,y] 
+            + matrizOriginal[x-1,y-1] + matrizOriginal[x,y-1] + matrizOriginal[(x),y-1] 
+            + matrizOriginal[x,y])/10)
+        elif y == j-1 and x != 0 and x != i-1:
+            matrizSuavizada[x,y] = ((matrizOriginal[(x+1),y] + matrizOriginal[(x+1),(y)] 
+            + matrizOriginal[x,(y)] + matrizOriginal[x-1,(y)] + matrizOriginal[x-1,y] 
+            + matrizOriginal[x-1,y-1] + matrizOriginal[x,y-1] + matrizOriginal[(x+1),y-1] 
+            + matrizOriginal[x,y])/10)
+        elif x == 0 and y != 0 and y != j-1:
+            matrizSuavizada[x,y] = ((matrizOriginal[(x+1),y] + matrizOriginal[(x+1),(y+1)] 
+            + matrizOriginal[x,(y+1)] + matrizOriginal[x,(y+1)] + matrizOriginal[x,y] 
+            + matrizOriginal[x,y-1] + matrizOriginal[x,y-1] + matrizOriginal[(x+1),y-1] 
+            + matrizOriginal[x,y])/10)
+        else:
+            matrizSuavizada[x,y] = ((matrizOriginal[(x+1),y] + matrizOriginal[(x+1),(y+1)] 
+            + matrizOriginal[x,(y+1)] + matrizOriginal[x-1,(y+1)] + matrizOriginal[x-1,y] 
+            + matrizOriginal[x-1,y-1] + matrizOriginal[x,y-1] + matrizOriginal[(x+1),y-1] 
+            + matrizOriginal[x,y])/10)
+
+###### Bordes ######
+
+for x in range(i):
+    for y in range(j): 
+        if x == 0 and y == 0:
+            matrizBordeada[x,y] = ((2*matrizOriginal[(x+1),y] + matrizOriginal[(x+1),(y+1)] 
+            - matrizOriginal[x,(y+1)] - 2*matrizOriginal[x,y] 
+            - matrizOriginal[x,y] + matrizOriginal[(x+1),y])/4)
+        elif x == i-1 and y == 0:
+            matrizBordeada[x,y] = ((2*matrizOriginal[(x),y] + matrizOriginal[(x),(y+1)] 
+            - matrizOriginal[x-1,(y+1)] - 2*matrizOriginal[x-1,y] 
+            - matrizOriginal[x-1,y] + matrizOriginal[(x),y])/4)
+        elif x == i-1 and y == j-1:
+            matrizBordeada[x,y] = ((2*matrizOriginal[(x),y] + matrizOriginal[(x),(y)] 
+            - matrizOriginal[x-1,(y)] - 2*matrizOriginal[x-1,y] 
+            - matrizOriginal[x-1,y-1] + matrizOriginal[(x),y-1])/4)
+        elif x == 0 and y == j-1:
+            matrizBordeada[x,y] = ((2*matrizOriginal[(x+1),y] + matrizOriginal[(x+1),(y)] 
+            - matrizOriginal[x,(y)] - 2*matrizOriginal[x,y] 
+            - matrizOriginal[x,y-1] + matrizOriginal[(x+1),y-1])/4)
+        elif y == 0 and x != 0 and x != i-1: 
+            matrizBordeada[x,y] = ((2*matrizOriginal[(x+1),y] + matrizOriginal[(x+1),(y+1)] 
+            - matrizOriginal[x-1,(y+1)] - 2*matrizOriginal[x-1,y] 
+            - matrizOriginal[x-1,y] + matrizOriginal[(x+1),y])/4)
+        elif x == i-1 and y != 0 and y != j-1:
+            matrizBordeada[x,y] = ((2*matrizOriginal[(x),y] + matrizOriginal[(x),(y+1)] 
+            - matrizOriginal[x-1,(y+1)] - 2*matrizOriginal[x-1,y] 
+            - matrizOriginal[x-1,y-1] + matrizOriginal[(x),y-1])/4)
+        elif y == j-1 and x != 0 and x != i-1:
+            matrizBordeada[x,y] = ((2*matrizOriginal[(x+1),y] + matrizOriginal[(x+1),(y)] 
+            - matrizOriginal[x-1,(y)] - 2*matrizOriginal[x-1,y] 
+            - matrizOriginal[x-1,y-1] + matrizOriginal[(x+1),y-1])/4)
+        elif x == 0 and y != 0 and y != j-1:
+            matrizBordeada[x,y] = ((2*matrizOriginal[(x+1),y] + matrizOriginal[(x+1),(y+1)] 
+            - matrizOriginal[x,(y+1)] - 2*matrizOriginal[x,y] 
+            - matrizOriginal[x,y-1] + matrizOriginal[(x+1),y-1])/4)
+        else:
+            matrizBordeada[x,y] = ((2*matrizOriginal[(x+1),y] + matrizOriginal[(x+1),(y+1)] 
+            - matrizOriginal[x-1,(y+1)] - 2*matrizOriginal[x-1,y] 
+            - matrizOriginal[x-1,y-1] + matrizOriginal[(x+1),y-1])/4)
+
+###### Perfilado ######
+
+for x in range(i):
+    for y in range(j): 
+        if x == 0 and y == 0:
+            matrizPerfilada[x,y] = ((-matrizOriginal[(x+1),y] - matrizOriginal[(x+1),(y+1)] 
+            - matrizOriginal[x,(y+1)] - matrizOriginal[x,(y+1)] - matrizOriginal[x,y] 
+            - matrizOriginal[x,y] - matrizOriginal[x,y] - matrizOriginal[(x+1),y] 
+            + 9*matrizOriginal[x,y])/6)
+        elif x == i-1 and y == 0:
+            matrizPerfilada[x,y] = ((-matrizOriginal[(x),y] - matrizOriginal[(x),(y+1)] 
+            - matrizOriginal[x,(y+1)] - matrizOriginal[x-1,(y+1)] - matrizOriginal[x-1,y] 
+            - matrizOriginal[x-1,y] - matrizOriginal[x,y] - matrizOriginal[(x),y] 
+            + 9*matrizOriginal[x,y])/6)
+        elif x == i-1 and y == j-1:
+            matrizPerfilada[x,y] = ((-matrizOriginal[(x),y] - matrizOriginal[(x),(y)] 
+            - matrizOriginal[x,(y)] - matrizOriginal[x-1,(y)] - matrizOriginal[x-1,y] 
+            - matrizOriginal[x-1,y-1] - matrizOriginal[x,y-1] - matrizOriginal[(x),y-1] 
+            + 9*matrizOriginal[x,y])/6)
+        elif x == 0 and y == j-1:
+            matrizPerfilada[x,y] = ((-matrizOriginal[(x+1),y] - matrizOriginal[(x+1),(y)] 
+            - matrizOriginal[x,(y)] - matrizOriginal[x,(y)] - matrizOriginal[x,y] 
+            - matrizOriginal[x,y-1] - matrizOriginal[x,y-1] - matrizOriginal[(x+1),y-1] 
+            + 9*matrizOriginal[x,y])/6)
+        elif y == 0 and x != 0 and x != i-1: 
+            matrizPerfilada[x,y] = ((-matrizOriginal[(x+1),y] - matrizOriginal[(x+1),(y+1)] 
+            - matrizOriginal[x,(y+1)] - matrizOriginal[x-1,(y+1)] - matrizOriginal[x-1,y] 
+            - matrizOriginal[x-1,y] - matrizOriginal[x,y] - matrizOriginal[(x+1),y] 
+            + 9*matrizOriginal[x,y])/6)
+        elif x == i-1 and y != 0 and y != j-1:
+            matrizPerfilada[x,y] = ((-matrizOriginal[(x),y] - matrizOriginal[(x),(y+1)] 
+            - matrizOriginal[x,(y+1)] - matrizOriginal[x-1,(y+1)] - matrizOriginal[x-1,y] 
+            - matrizOriginal[x-1,y-1] - matrizOriginal[x,y-1] - matrizOriginal[(x),y-1] 
+            + 9*matrizOriginal[x,y])/6)
+        elif y == j-1 and x != 0 and x != i-1:
+            matrizPerfilada[x,y] = ((-matrizOriginal[(x+1),y] - matrizOriginal[(x+1),(y)] 
+            - matrizOriginal[x,(y)] - matrizOriginal[x-1,(y)] - matrizOriginal[x-1,y] 
+            - matrizOriginal[x-1,y-1] - matrizOriginal[x,y-1] - matrizOriginal[(x+1),y-1] 
+            + 9*matrizOriginal[x,y])/6)
+        elif x == 0 and y != 0 and y != j-1:
+            matrizPerfilada[x,y] = ((-matrizOriginal[(x+1),y] - matrizOriginal[(x+1),(y+1)] 
+            - matrizOriginal[x,(y+1)] - matrizOriginal[x,(y+1)] - matrizOriginal[x,y] 
+            - matrizOriginal[x,y-1] - matrizOriginal[x,y-1] - matrizOriginal[(x+1),y-1] 
+            + 9*matrizOriginal[x,y])/6)
+        else:
+            matrizPerfilada[x,y] = ((-matrizOriginal[(x+1),y] - matrizOriginal[(x+1),(y+1)] 
+            - matrizOriginal[x,(y+1)] - matrizOriginal[x-1,(y+1)] - matrizOriginal[x-1,y] 
+            - matrizOriginal[x-1,y-1] - matrizOriginal[x,y-1] - matrizOriginal[(x+1),y-1] 
+            + 9*matrizOriginal[x,y])/6)
+
+plt.imshow(matrizOriginal,vmin=0,vmax=1)
+plt.figure()
+plt.imshow(matrizSuavizada,vmin=0,vmax=1)
+plt.figure()
+plt.imshow(matrizBordeada,vmin=0,vmax=1)
+plt.figure()
+plt.imshow(matrizPerfilada,vmin=0,vmax=1)
+io.imsave("blackWhiteSuave.png", matrizSuavizada)
+io.imsave("blackWhiteBordes.png", matrizBordeada)
+io.imsave("blackWhitePerfil.png", matrizPerfilada)

MascarasImaConvolucion.py

@@ -0,0 +1,43 @@
+# -*- coding: utf-8 -*-
+"""
+Created on Sun Sep  2 12:18:00 2018
+
+@author: FamiliaHogar
+"""
+
+from skimage import io
+import matplotlib.pyplot as plt
+import numpy as np
+
+matrizOriginal = np.random.random((30,30))
+matrizSuavizada = np.zeros((30, 30))
+
+for x in range(30):
+    for y in range(30):                
+        matrizSuavizada[x,y] = ((matrizOriginal[(x+1)%30,y] + matrizOriginal[(x+1)%30,(y+1)%30] 
+        + matrizOriginal[x,(y+1)%30] + matrizOriginal[x-1,(y+1)%30] + matrizOriginal[x-1,y] 
+        + matrizOriginal[x-1,y-1] + matrizOriginal[x,y-1] + matrizOriginal[(x+1)%30,y-1] 
+        + matrizOriginal[x,y])/30)
+
+#plt.imshow(matrizOriginal, vmin=0, vmax=1)
+#plt.figure()
+#plt.imshow(matrizSuavizada,vmin=0,vmax=1)
+#plt.figure()
+
+arrayMujerModelo = io.imread('mujer.jpg')/255.0
+
+h,w,c = arrayMujerModelo.shape # obtenemos el tamaño de la imagen original
+mujerGris = np.zeros((h,w)) # creamos una matriz donde generar la imagen
+
+plt.imshow(arrayMujerModelo,vmin=0,vmax=1)
+plt.title("Dimensiones de la imagen: \n" + str(arrayMujerModelo.shape))
+
+for i in range(h):
+    for j in range(w):
+        mujerGris[i,j] = (arrayMujerModelo[i,j,0] + arrayMujerModelo[i,j,1] + arrayMujerModelo[i,j,2])/3
+
+plt.figure()
+plt.imshow(mujerGris,vmin=0,vmax=1)   
+plt.title("Dimensiones de la imagen: \n" + str(mujerGris.shape))
+
+io.imsave("blackWhite.png", mujerGris)

RGBaEscalaGrises.py

@@ -0,0 +1,44 @@
+# -*- coding: utf-8 -*-
+"""
+Created on Sun Sep  2 12:18:00 2018
+
+@author: FamiliaHogar
+"""
+
+from skimage import io
+import matplotlib.pyplot as plt
+import numpy as np
+
+matrizOriginal = np.random.random((30,30))
+matrizSuavizada = np.zeros((30, 30))
+
+for x in range(30):
+    for y in range(30):                
+        matrizSuavizada[x,y] = ((matrizOriginal[(x+1)%30,y] + matrizOriginal[(x+1)%30,(y+1)%30] 
+        + matrizOriginal[x,(y+1)%30] + matrizOriginal[x-1,(y+1)%30] + matrizOriginal[x-1,y] 
+        + matrizOriginal[x-1,y-1] + matrizOriginal[x,y-1] + matrizOriginal[(x+1)%30,y-1] 
+        + matrizOriginal[x,y])/10)
+
+#plt.imshow(matrizOriginal, vmin=0, vmax=1)
+#plt.figure()
+#plt.imshow(matrizSuavizada,vmin=0,vmax=1)
+#plt.figure()
+
+arrayMujerModelo = io.imread('mujer.jpg')/255.0
+
+h,w,c = arrayMujerModelo.shape # obtenemos el tamaño de la imagen original
+mujerGris = np.zeros((h,w)) # creamos una matriz donde generar la imagen
+
+plt.imshow(arrayMujerModelo,vmin=0,vmax=1)
+plt.title("Dimensiones de la imagen: \n" + str(arrayMujerModelo.shape))
+
+#Se promedia el RGB y se asigna al pixel i,j de la imagen final en grises
+for i in range(h):
+    for j in range(w):
+        mujerGris[i,j] = (arrayMujerModelo[i,j,0] + arrayMujerModelo[i,j,1] + arrayMujerModelo[i,j,2])/3
+
+plt.figure()
+plt.imshow(mujerGris,vmin=0,vmax=1)   
+plt.title("Dimensiones de la imagen: \n" + str(mujerGris.shape))
+
+io.imsave("blackWhite.png", mujerGris)

SuavizadoImaGris.py

@@ -14,6 +14,7 @@
 print("- Dimensiones de la imagen:")
 print(grayGirl.shape)
 plt.imshow(grayGirl,vmin=0,vmax=1)
+plt.title("Original")
 
 #Carga de imagenes a color:
 plt.figure()
@@ -25,12 +26,12 @@
 plt.imshow(colorGirl,vmin=0,vmax=1)
 
 
-plt.imshow(lena_rgb[:,:,0],vmin=0,vmax=1)
+plt.imshow(colorGirl[:,:,0],vmin=0,vmax=1)
 plt.title("Canal Rojo")
 plt.figure()
-plt.imshow(lena_rgb[:,:,1],vmin=0,vmax=1)
+plt.imshow(colorGirl[:,:,1],vmin=0,vmax=1)
 plt.title("Canal Verde")
 plt.figure()
-plt.imshow(lena_rgb[:,:,2],vmin=0,vmax=1)
+plt.imshow(colorGirl[:,:,2],vmin=0,vmax=1)
 plt.title("Canal Azul")
 

SuavizadoMatriz.py

@@ -5,16 +5,85 @@
 @author: FamiliaHogar
 """
 import numpy as np
+import matplotlib.pyplot as plt
+
+###### Ejercicio original ######
 
 matrizOriginal = np.random.randint(0, 99, (30,30))
 matrizSuavizada = np.zeros((30,30))
-#print(matrizOriginal)
 
 for x in range(30):
     for y in range(30):                
-        matrizSuavizada[x,y] = ((matrizOriginal[(x+1)%10,y] + matrizOriginal[(x+1)%10,(y+1)%10] 
-        + matrizOriginal[x,(y+1)%10] + matrizOriginal[x-1,(y+1)%10] + matrizOriginal[x-1,y] 
-        + matrizOriginal[x-1,y-1] + matrizOriginal[x,y-1] + matrizOriginal[(x+1)%10,y-1] 
+        matrizSuavizada[x,y] = ((matrizOriginal[(x+1)%30,y] + matrizOriginal[(x+1)%30,(y+1)%30] 
+        + matrizOriginal[x,(y+1)%30] + matrizOriginal[x-1,(y+1)%30] + matrizOriginal[x-1,y] 
+        + matrizOriginal[x-1,y-1] + matrizOriginal[x,y-1] + matrizOriginal[(x+1)%30,y-1] 
         + matrizOriginal[x,y])/10)
 
+###### Matriz con cuadros en las esquinas ######
+
+plt.rcParams['image.cmap'] = 'gray'
+
+matrizOriginal = np.zeros((30, 30))
+for x in range(30):
+    for y in range(30):
+        if (y > 10 or x < 20) and (x > 10 or y < 20):
+            matrizOriginal[x,y] = 1
+
+###### Matriz con un cuadro en la mitad #######
+
+matrizOriginal = np.zeros((30, 30))
+for x in range(30):
+    for y in range(30):
+        if (y > 5 and x > 5) and (x < 25 and y < 25):
+            matrizOriginal[x,y] = 1
+
+###### Matriz continua en los bordes ######
+
+matrizOriginal = np.random.random((30,30))
+matrizSuavizada = np.zeros((30, 30))
+
+for x in range(30):
+    for y in range(30):                
+        matrizSuavizada[x,y] = ((matrizOriginal[(x+1)%30,y] + matrizOriginal[(x+1)%30,(y+1)%30] 
+        + matrizOriginal[x,(y+1)%30] + matrizOriginal[x-1,(y+1)%30] + matrizOriginal[x-1,y] 
+        + matrizOriginal[x-1,y-1] + matrizOriginal[x,y-1] + matrizOriginal[(x+1)%30,y-1] 
+        + matrizOriginal[x,y])/10)
+
+plt.imshow(matrizOriginal, vmin=0, vmax=1)
+plt.figure()
+plt.imshow(matrizSuavizada,vmin=0,vmax=1)
+
+###### Bordes repetidos ######
+
+matrizOriginal = np.random.randint(0, 99, (32,32))
+matrizSuavizadaBord = np.zeros((32, 32))
+matrizSuavizada = np.zeros((30, 30))
+
+for x in range(1):
+    for y in range(32):
+        matrizOriginal[x,y] = matrizOriginal[x+1,y]
+
+for x in range(32):
+    for y in range(1):
+        matrizOriginal[x,y] = matrizOriginal[x,y+1]
+
+for x in range(32):
+    for y in range(31,32):
+        matrizOriginal[x,y] = matrizOriginal[x,y-1]
+
+for x in range(31,32):
+    for y in range(32):
+        matrizOriginal[x,y] = matrizOriginal[x-1,y]
+
+for x in range(1,31):
+    for y in range(1,31):                
+        matrizSuavizadaBord[x,y] = ((matrizOriginal[(x+1),y] + matrizOriginal[(x+1),(y+1)] 
+        + matrizOriginal[x,(y+1)] + matrizOriginal[x-1,(y+1)] + matrizOriginal[x-1,y] 
+        + matrizOriginal[x-1,y-1] + matrizOriginal[x,y-1] + matrizOriginal[(x+1),y-1] 
+        + matrizOriginal[x,y])/10)
+
+for x in range(30):
+    for y in range(30):
+        matrizSuavizada[x,y] = matrizSuavizadaBord[x+1,y+1]
+