图像频谱图-直方图三维可视化 python

                                             图像频谱图-直方图三维可视化 python代码

目录

1.条纹噪声图像-频谱图3D可视化

2. 图像二维直方图3D可视化

1.条纹噪声图像-频谱图3D可视化

#频谱图三维可视化思路：将图像经过傅里叶变换，中心化，取log，再3D可视化

代码：

import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D 

def fft_plot3d(img_bgr):
    img_gray = cv2.cvtColor(img_bgr, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    fft = np.fft.fft2(img_gray)
    fft_shift = np.fft.fftshift(fft)

    abs_fft = np.abs(fft_shift)
    '''必须取log，因为最大值包含着太大的能量了，导致直接归一化，其它数值为0'''
    abs_fft = np.log(1 + abs_fft)
    fft_aug_norm = cv2.normalize(abs_fft, 0, 255, norm_type=cv2.NORM_MINMAX).astype(np.uint8)
    h,w = img_gray.shape
    # 3D可视化，需要3维坐标，np.meshgrid将重复的复制简单化
    c = np.meshgrid(np.arange(0,w), np.arange(0,h))
    fig = plt.figure()
    ax1 = Axes3D(fig)
    print(c[0].shape,c[1].shape)
    ax1.plot_surface(c[0], c[1], fft_aug_norm, cmap='rainbow')  # 这种颜色比较好一点
    ax1.set_xlabel('X')
    ax1.set_ylabel('Y')
    ax1.set_zlabel('Z')
    
    plt.show()

    return

if __name__=="__main__":
    img_path = r"F:\DataSets\Security_VQD\color_cast\IMG_20200513_103921.jpg"
    img_bgr = cv2.imread(img_path, -1)    
    fft_plot3d(img_bgr)

3D频谱图可视化：(右条纹噪声图，左为其频谱图3D可视化)

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2. 图像二维直方图3D可视化

# 图像二维直方图3D可视化

def hist2d_plot3d(img_bgr):
    img_lab = cv2.cvtColor(img_bgr, cv2.COLOR_BGR2LAB) # -128->128
    img_lab = np.float64(img_lab)-128
    hist, xbins, ybins = np.histogram2d(img_lab[...,1].flatten(), img_lab[...,2].flatten(), bins=[256,256], range=[[-128,128], [-128,128]])
    hist = np.log(1+hist)
    hist = cv2.normalize(hist, 0, 255, norm_type=cv2.NORM_MINMAX).astype(np.uint8)

    print(hist.max(), hist.min())
    print(hist.shape)
    print(len(xbins), len(ybins))

    # 开始绘制3D直方图
    fig = plt.figure()
    # ax1 = Axes3D(fig)
    ax1 = fig.add_subplot(1, 1, 1, projection='3d')
    c = np.meshgrid(np.arange(-128,128), np.arange(-128,128))
    ax1.plot_surface(c[0], c[1], hist, cmap='rainbow')
    ax1.set_xlabel('a')
    ax1.set_ylabel('b')
    plt.show()
    return
if __name__=="__main__":
    img_path = r"F:\DataSets\Security_VQD\color_cast\IMG_20200513_103921.jpg"
    img_bgr = cv2.imread(img_path, -1)
    hist2d_plot3d(img_bgr)

3D直方图可视化：