Ответы на вопросы к экзамену / 28 Способы оценки яркости и контрастности по гистограммам
.docx28. Способы оценки яркости и контрастности по гистограммам
Чёрн. точка – минимальное значение яркости, встречающееся на изображении (желат-но 0), белая точка – максим. значение яркости, встречающ. на изобр-ии (желат-но 255). Качественное изобр-ие должно полностью использовать доступный диапазон яркости, сл-но, черн. точка должна быть 0, а белая точка 2n–1, где n – разрядность полутонового канала (в больш-ве случ-ев 255). Рассмотрим вар-ты: 1) Существует неиспользуемый уч-ок до ч.т. и отсут-ет неиспользуем. уч-ок после б.т. Данный вариант соответ-ет изобр-ю, кот. «пересвечено». В том случае, если в обл-ти макс. Значений существует резкий спад до 0, то инф-ция о самых светлых уч-ках не потеряна. Если же максимальному значению яркости соответствует ненулевое значение на гистограмме, то инф-ция о самых светлых уч-ках потеряна. Это следует и того, что при съемке фотореалистичных изобр-ий распределение яркости соответствует максимальной величине с нормальным или близким к нормальному распределением. Сл-но, должен наблюдаться плавный спад к краям диапазона на гистограмме. Если такой спад отсут-ет, считаем, что он существует, но потерян из-за переполнения разрядной сетки. 2) Существует неиспользуем уч-ок после б.т. и отсут-ет такой уч-ок до ч.т. Рассужд-ия по поводу спада на нижнем краю аналогичны, поэтому существует возможность потери информации в самых темных уч-ках. В целом изобр-е «недосвечено». 3) Сущ-ют неиспользуемые уч-ки как до ч. т., так и после б.т. Формально потерь инф-ции в данном случ-е быть не может, но они проявляются косвенным образом за счет дискретности полутонов и недоиспользования возможностей разрядной сетки. При интенсивном исп-ии приближённых вычислений и округлений изобр-я, яркость кот-ых сконцентрирована в узком уч-ке, приобретают артефакты, связанные с неравномерной закраской областей. Серой точка – медиана, т.е. такое значение яркости, меньше кот-го и больше кот-го одинак. кол-во пикселей. Алгоритм опред-ия серой точки по гистограмме:1. Положить S пороговое=N/2, N-кол-во пикселей. 2. Положить S=0. 3. Сканировать гистограмму от нулевого знач-я, проверяя на каждом шаге условие S<Sпороговое; если условие не выполняется, номер текущего шага есть номер градации яркости серой т., иначе, добавить к S значение текущего столбца гистограммы и вернуться к шагу 3. Признаки высок. контрастности на изображении. Контрастное изображ-ие характеризуется тем, что в нём высоко относит. кол-во как тёмных, так и светлых областей, сл-но, гистограмма им. «горбы» в кол-ве >1. Г-мы с кол-вом горбов >2 или 3, встречаются редко и, как правило, соотв-ют нефотореалистичн. изобр-ям. По этой же причине утрачивает фотореалистичн. кач-во изобр-е, подвергшееся длительн. и грубой вычислительн. обраб-ке, г-ма кот-го становится «гребёнкой». При обработке полутон. изобр-ий следует по возмож-ти преобразовать ярк-ть и контрастность т.о., чтобы ч. и б. т. приняли значение краев диапазона, а харак-р г-мы (кол-во «горбов») сохранился. В случ-е наличия потерь инф-ции при отсут-ии плавного спада гистограммы на краях диапазона, можно дополнить изобр-е случайными пикселями, т.е. искусственно внести шум. *Использование гистограмм цветовых каналов для цветных полутоновых изобр-ий. Сущ-ет сложная зависимость м-ду визуально воспринимаемой яркостью объекта и его цветом. Поэтому гистограмма яркости вычисляется отдельно от г-ам цветовых каналов с использ-ем взвешивающих коэф-тов. Раздельно поканальное построение г-ам имеет целью определение цветового баланса, а также позволяет указать подмножество доминирующих цветов. Алгоритм калибровки правильного соотношения цветов основан на принудительном выборе ахроматического уч-ка на исходном изображ-ии. Про такой уч-ок теоретич. известно, что его поканальные веса д. б. {W(R)Gray, W(G)Gray, W(B)Gray}. Фактические знач-я, присутствующие в данной точке могут не соответствовать отношению эталонных весов. Напр., отн-е значений яркости B(R)xy / B(G)xy ≠W(R)Gray / W(G)Gray.Можно вычислить поправочные коэф-ты: {W(R)С, W(G)С, W(B)С}, так что преобразованное значение яркости будет: B’xy = W(R)С * B(R)xy + W(G)С* B(G)xy+ W(B)С* B(B)xy. B’xy-преобразованное знач-е ахроматического уч-ка, должно соответствовать теоретическому. Сл-но, т.к. применение поправочных коэф-тов к ∀ уч-ку приводит к соответствию цветов для ахроматических обл-тей, это же корректирующ. Преобразование явл-ся правильным и для всех цветных уч-ков. Уч-ки, соответствующ. горбам, определяют подмн-во доминирующих цветов, кот. можно определить по цветовому кубу. Построенные т.о. подмнож-ва характеризуют цветовое разнообразие изобр-я. Неполное использ-ие возм-тей трёхмерн. цветового простр-ва с информацион. т. зр. означает, что можно перераспределить общую разрядную сетку, поделив её неравномерно. На этой идее основаны методы, использующие палитру цветов.