使用Python PIL对图像进行强度归一化 – 速度问题

发布时间：2020-12-16 23:43:47 所属栏目：Python 来源：网络整理

导读：我在业余时间处理一个小问题,包括分析通过显微镜获得的一些图像.这是一个带有一些东西的晶圆,最终我想制作一个程序来检测某些材料何时出现. 无论如何,第一步是规范化图像的强度,因为镜头不能提供均匀的闪电.目前,我使用的图像没有任何东西,只有基板,作为背景

我在业余时间处理一个小问题,包括分析通过显微镜获得的一些图像.这是一个带有一些东西的晶圆,最终我想制作一个程序来检测某些材料何时出现.

无论如何,第一步是规范化图像的强度,因为镜头不能提供均匀的闪电.目前,我使用的图像没有任何东西,只有基板,作为背景或参考图像.我找到了RGB的三个(强度)值的最大值.

from PIL import Image
from PIL import ImageDraw

rmax = 0;gmax = 0;bmax = 0;rmin = 300;gmin = 300;bmin = 300

im_old = Image.open("test_image.png")
im_back = Image.open("background.png")

maxx = im_old.size[0] #Import the size of the image
maxy = im_old.size[1]
im_new = Image.new("RGB",(maxx,maxy))


pixback = im_back.load()
for x in range(maxx):
    for y in range(maxy):
        if pixback[x,y][0] > rmax:
            rmax = pixback[x,y][0]
        if pixback[x,y][1] > gmax:
            gmax = pixback[x,y][1]
        if pixback[x,y][2] > bmax:
            bmax = pixback[x,y][2]


pixnew = im_new.load()
pixold = im_old.load()
for x in range(maxx):
    for y in range(maxy):
        r = float(pixold[x,y][0]) / ( float(pixback[x,y][0])*rmax )
        g = float(pixold[x,y][1]) / ( float(pixback[x,y][1])*gmax )
        b = float(pixold[x,y][2]) / ( float(pixback[x,y][2])*bmax )
        pixnew[x,y] = (r,g,b)

代码的第一部分确定背景图像的逐个像素的RED,GREEN和BLUE通道的最大强度,但只需要进行一次.

第二部分采用“真实”图像(上面有东西),并根据背景逐像素地对RED,GREEN和BLUE通道进行标准化.对于1280×960图像,这需要一些时间,5-10秒,如果我需要对多个图像执行此操作,则速度太慢.

我该怎么做才能提高速度？我想将所有图像移动到numpy数组,但我似乎无法找到一种快速的方法来处理RGB图像.
我宁愿不离开python,因为我的C级别很低,并且获得一个有效的FORTRAN代码可能需要比我在速度方面节省的时间更长：P

解决方法

import numpy as np
from PIL import Image

def normalize(arr):
    """
    Linear normalization
    http://en.wikipedia.org/wiki/Normalization_%28image_processing%29
    """
    arr = arr.astype('float')
    # Do not touch the alpha channel
    for i in range(3):
        minval = arr[...,i].min()
        maxval = arr[...,i].max()
        if minval != maxval:
            arr[...,i] -= minval
            arr[...,i] *= (255.0/(maxval-minval))
    return arr

def demo_normalize():
    img = Image.open(FILENAME).convert('RGBA')
    arr = np.array(img)
    new_img = Image.fromarray(normalize(arr).astype('uint8'),'RGBA')
    new_img.save('/tmp/normalized.png')

（编辑：李大同）

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