4. Методика и порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с устройством фотоаппарата, контактно-ко­пировального станка, системами поэлементной обработки изображе­ния.

2. Установить равномерную освещенность оригинала в фото­аппарате, измерить ее с помощью люксметра.

3. Провести расчеты времени экспонирования при изменении индекса диафрагмы.

4. Сравнить основные методы управления технологическими преобразованиями на изучаемом оборудовании. Оценить возмож­ности выполнения действий, метод и устройства, выполняющие управление. Данные занести в табл. 1.1.

5. Оборудование и материалы

1. Фоторепродукционный аппарат.

2. Контактно-копировальный станок.

3. Система поэлементной обработки изображения.

4. Люксметр.

5. Спирт для протирки оптики и копировальной рамы.

6. Содержание и форма отчета

6.1. Название, цель, содержание работы, дата ее выполнения.

6.2. Основные регулируемые параметры воспроизведения (табл.1.1).

3. Экспериментальная часть.

4. Выводы по работе.

Таблица 1.1

Регулируемые параметры	Фотоаппарат	Контактнокопиро-вальный станок	Система поэлементной обработки изображения
1. Освещенность
2. Резкость
3. Зеркальность
4. Градация
5. Время экспонирования
6. Цветоделение

Лабораторная работа № 2

Моделирование представления градации изображения

Продолжительность работы 2 часа

1. Цель работы

Моделирование градационных характеристик изображения.

2. Содержание работы

Моделирование изменения градационного содержания изобра­жения и анализ получаемых результатов.

3. Теоретическое обоснование

Один из видов информации, содержащейся в изображении — это информация о градации или градационная характеристика изоб­ражения. Под градацией понимается то изменение яркостей или оптических плотностей, которое субъективно или объективно на­блюдается между различными сюжетными участками изображе­ния, и которое позволяет выделить и воспринять эти сюжетные уча­стки. Такое изменение обычно относят к достаточно большим по линейным размерам и по площади сюжетным участкам изображе­ния. Изменение яркости и оптической плотности в изображении также называют изменением тонов.

Последовательность изменения тонов или градации изображе­ния может быть различной. Можно представить себе два одинако­вых по сюжету изображения, для которых изменение яркости или оптической плотности между двумя одинаковыми участками изоб­ражения в одном будет больше, чем в другом. В таком изображе­нии выделение рассматриваемого участка сюжета будет более кон­трастным. Изменение, перепад яркостей, тонов одного изображе­ния относительно изменения, перепада яркостей, тонов другого изображения может быть больше по всему изображению. Такое изображение будет иметь больший интервал яркостей или оптичес­ких плотностей, т.е. большую разность между максимальной и ми­нимальной яркостью АВ = B_max - B_min или между максимальной и минимальной оптической плотностью изображения: AD = D_max — D_min. Интервал АВ или АР называют также динамическим диапазо­ном. Изображение с большим интервалом АВ или AD в целом будет выглядеть более контрастным. Для простоты на рис. 1.1 представ­лено изменение тонов как ступенчатое, хотя обычно оно происхо­дит непрерывно, постепенно.

Рис. 2.1 Воспроизведение градаций с общим контрастом: а — малым; б — большим

Можно ввести понятие градиента для обозначения изменения контраста изображения. Градиент — это скорость приращения оптической плотности изображения: g = ΔD/ΔN, где ΔN — обозна­чение сравниваемых участков. Можно оценить соотношение гра­диентов для первого и второго изображений: g₁ = ΔD_l/ΔN₁ и g₂ = ΔD₂/ΔN₂. Так как в данном случае ΔN₁ тождественно ΔN₂, то g_t/g₂ = ΔD₁/ΔD₂

Возможно, что оба изображения имеют одинаковый интервал оптических плотностей между самым темным и самым светлым уча­стком изображения. Но одно из них имеет большие изменения оп­тической плотности между сюжетно одинаковыми участками в свет­лых тонах изображения, которые называются светами, а другое в темных тонах – в тенях (Рис.1.2). Различные по тону изображения можно назвать градационными зонами. Помимо светов и теней можно выделить промежуточную между ними градационную зону – зону полутонов.

В случае равенства интервалов разных реализаций одинакового сюжета нельзя сказать, что

Рис. 2.2. Воспроизведение градаций изображения с контрастом: а – большим в светах и малым в тенях; б – большим в тенях и малым в светах

какое-то изображение более контрастно, но очевидно, что контраст этот будет различным в различных градационных зонах изображения. Характер изменения тонов (гра­даций) изображения можно назвать градационной характеристи­кой этого изображения, а скорость изменения тонов — градиентом градационной характеристики.

Таким образом, под градационной характеристикой изображе­ния понимают как общее изменение яркостей или оптических плот­ностей в изображении, так и характер распределения этого изме­нения воспроизводимых тонов внутри интервала по градационным зонам.

Обычно, как уже говорилось, изменение тонов в изображении будет не ступенчатым, скачкообразным, как показано на рис. 1.1 и 1.2, а постепенным, непрерывным. Тогда градационную характери­стику сложно построить как функцию двух координат, т.к. участки изображения строго не определены. Однако ее можно оценить, сопоставляя D или В одинаковых точек изображения, или построив гистограммы двух сюжетно одинаковых изображений.

Гистограмма — это график зависимости частоты появления в изображении точек с какой-либо величиной оптической плотнос­ти p_D от величины этой оптической плотности D. Реально оценива­ется частота появления значений D, которые находятся через рав­ные пространственные промежутки. Каждому интервалу ΔD_i соот­ветствует свое значение D.

Поскольку площадь, занимаемая участками (деталями сюжета), не изменяется, и условия получения гистограмм — т.е. координаты отсчетов ΔD и D не изменяются, то сравнение двух гистограмм бу­дет характеризовать разность градаций двух изображений.