quantize_uniform — 2D gray op

• 資料種類:image → image

• 呼叫:fullseye.apply(img, "quantize_uniform", a=0.5, b=0.5)(2-D 的模型是一張圖 + 兩個純量旋鈕 a,b∈[0,1])

quantize_uniform: input → output

*圖為在 128×128 合成輸入上實際執行的輸出。左為輸入,右為輸出。點雲以俯視散點顯示(亮度 = z),一維序列為折線,體資料為沿 z 的最大值投影,影片為中間影格,複數影像為振幅;無法成像的回傳值直接顯示數值。*

掃描旋鈕 a(0.1 / 0.5 / 0.9,另一旋鈕取預設):

▸ quantize_uniform: 旋鈕 a 掃描 (文件網站)

*旋鈕 b 不改變輸出(實測: 0.1 / 0.5 / 0.9 相同)。*

換別的影像(合成場景 / 照片 / 硬幣。上排為輸入,下排為對應輸出。旋鈕取預設):

▸ quantize_uniform: 其他輸入影像 (文件網站)

*第 4 欄是彩色 (H,W,3) 輸入。此運算子能正確處理顏色而不跨通道(不把顏色通道當作第三個空間軸摺積)。*

用法

均勻量化器(捨入)。a 為位元數 1〜8,b 未使用。

round(x * (L-1)) / (L-1),L = 2**bits。步長為 Δ = 1/(L-1)。

與 xpil_posterize 的差別就在這裡,而且不可忽略:那個 op 是 PIL 的實作,截斷低位元,因此輸出的平均值比輸入低 Δ/2。以均勻分布的輸入實測,bits=4 時平均誤差為 -0.0312(理論 -Δ/2 = -0.03125)。兩者的變異數都是 Δ²/12,相同,但由於存在偏差,平方誤差

截斷: Δ²/12 + (Δ/2)² = Δ²/3 捨入: Δ²/12

相差 4 倍。若放在量測亮度之前,就必須用捨入。

適用條件與誤差(閉合式):當輸入相對於步長有足夠的離散(可視為量化雜訊與輸入不相關)時,誤差在 [-Δ/2, +Δ/2] 上均勻分布,平均 0、變異數 Δ²/12。這個假定在平坦部會失效,那裡誤差與訊號相關,變成條紋(色帶)—— 若想把誤差當作雜訊處理,請通過 dither_ordered 或 dither_floyd_steinberg。階躍是否可見可以用 banding_map 量測。

詳細使用指南

• gallery2d_gray_arith 族使用指南

參考(範例資料、文獻)

• 範例資料目錄(下載 URL / 授權) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有領域)加合成圖,3-D 給出真實資料源(Stanford/PDS 等)的下載 URL。

• 運算子來歷與參考文獻 —— 該運算子族所依據的研究/方法出處。

• 演算法的正典(作者、年份)與用途見上面的族使用指南。

在 Studio 中試試

下面的程式已確認可以執行(與圖相同的輸入)。在 Studio 說明中,此區塊會變成按鈕,可當場載入並執行。

quantize_uniform 0.50 0.50

▸ 載入此管線  ·  載入並執行

可執行的範例(實際呼叫該運算子並已驗證的樣例)

• gallery2d_gray_arith — py -3.11 examples/gallery2d_gray_arith.py

型別可銜接的下一個運算子(可接受 image 作為輸入)

identity · gaussian · mean_box · bilateral · unsharp · median · min_filter · max_filter

同類別(gray)

gamma · quantize_lloyd_max · quantization_error · dither_ordered · dither_floyd_steinberg · companding_mu_law · banding_map · invert


*Provenance: ops.py — 2D 運算子登記表。本條目由 tools/opdocs.py md 自動產生(請勿手動編輯)。*

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