[scikit-image] 40. 画像の位相アンラッピング(skimage.restoration unwrap_phase)

はじめに

ここでは、skimage restoration unwrap_phaseによりラッピングした画像をアンラッピングする例について説明する。

コード

解説

モジュールのインポート

	import numpy as np
	from matplotlib import pyplot as plt
	from skimage import img_as_float, color, exposure
	from skimage.restoration import unwrap_phase
	from mpl_toolkits.axes_grid1 import ImageGrid

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画像データの読み込みとグレースケール化

	img = plt.imread('kaioumaru.jpg')
	# Load an image as a floating-point grayscale
	image = color.rgb2gray(img_as_float(img))

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ギムノカリキュウム・海王丸の画像を読み込む。
データ形式を0-1のfloat型にした後にrgb2grayによりグレースケールにする。

画像のデータ範囲をリスケール

	# Create a phase-wrapped image in the interval [-pi, pi)
	image_wrapped = np.angle(np.exp(1j * image))

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exposure.rescale_intensity()によりデータの範囲を(0, 4 * np.pi)にリスケールする。
rescale_intensityについては下記で解説した。

[scikit-image] 8. 各種均等化法によるコントラストの補正

skimage.exposureのrescale_intensity, equalize_histとequalize_adapthistによる画像のコントラストの補正

sabopy.com

2019.04.17

位相ラッピング像の生成

image_wrapped = np.angle(np.exp(1j * image))

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1j * imageにより画像を複素数にする。それの指数をnp.exp()でとることでオイラーの公式が適用できて、np.angle()で偏角をとることで(-π, π)でラッピングされたデータを得ることができる。

位相アンラッピング像の生成

image_unwrapped = unwrap_phase(image_wrapped)

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画像の表示

	fig = plt.figure(figsize=(6,6))
	grid = ImageGrid(fig, 111,
	nrows_ncols=(2, 2),
	axes_pad=0.3,
	cbar_mode="each",
	cbar_pad=0.03)
	im0 = grid[0].imshow(image, cmap='gray', vmin=0, vmax=4 * np.pi)
	grid[0].set_title('Original')
	grid.cbar_axes[0].colorbar(im0)
	im1 = grid[1].imshow(image_wrapped,cmap='gray', vmin=-np.pi, vmax=np.pi)
	grid[1].set_title('Wrapped phase')
	grid.cbar_axes[1].colorbar(im1)
	im2 = grid[2].imshow(image_unwrapped, cmap='gray')
	grid[2].set_title('After phase unwrapping')
	grid.cbar_axes[2].colorbar(im2)
	im3 = grid[3].imshow(image_unwrapped - image, cmap='gray')
	grid[3].set_title('Unwrapped minus original')
	grid.cbar_axes[3].colorbar(im3)
	for i in range(4):
	grid[i].axis("off")
	plt.savefig('wrap_kaioumaru.jpg',dpi=150)
	plt.show()

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Imagegrid により画像を表示した。
cbar_mode=”each”などを記述しないとカラーバーは表示されない。
cbar_pad=0.03は画像とカラーバーの間隔となる。

Imagegridでカラーバーを表示するには、grid.cbar_axes[3].colorbar(im3)のようにする。

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参考

Phase Unwrapping — skimage 0.25.2 documentation

scikit-image.org

オイラーの公式 - Wikipedia

ja.wikipedia.org

位相アンラッピング(Phase unwrapping)

1D Phase Unwappingをサクッと行う 1.元データの作成 まず元データを作成。適当なデータを作る。 In : from numpy imp...

retrofocus28.blogspot.com