Контрастирование изображения

Под контрастом понимают разность максимального и минимального значения яркости. Путем цифровой обработки контраст можно повысить, изменяя яркость f каждого элемента изображения и увеличивая диапазон яркостей.

1) Линейная растяжка гистограмм.

Процедуру изменения гистограммы можно характеризовать как попиксельное преобразование входной яркости f. При линейной растяжке уровнем исходного изображения, лежащем в интервале [fmin,fmax] присваиваются новые значения так, чтобы охватить весь возможный интервал яркости [0,255]

g_i=c+d*f_i; где fi – старое значение яркости, gi – новое значения яркости, d – коэффициент.

Картинка: растяжка гистограммы.

2) Нормализация гистограммы.

При нормализации гистограммы на весь максимальный интервал уровней яркости [0,255] растягивается не вся гистограмма [f_min,f_max], а только её наиболее интенсивный участок, исключая из представления малоинформативные «хвосты».

Картинка: растяжка гистограммы, но при этом «хвосты» обрезаются.

3) Выравнивание гистограммы.

Выравнивание гистограммы, это такое преобразование, при котором все уровни яркости приобретают одинаковую частоту.

Расстояние delta_f между дискретными уровнями яркости одинакого, но на каждый уровень приходится разное количество пикселей. При эквализации delta_gi!= delta_gi+1; но при этом количество пикселей на каждом уровне одинакого.

Картинка: гистограмма - ровная линия.

Фильтрация изображений

Реальное изображение наряду с полезной информацией содержит различные помехи. Источниками помех могут являться собственные шумы фотоприемных устройств, шумы каналов связи и т.д. модель искаженного изображения имеет вид:

f(x,y)=m(x,y)*F*s(x,y)+n(x,y);

s(x,y) – исходное изображение.

F – некий функционал, описывающий геометрические и радиометрические искажения.

m – мультипликативная помеха, изменяющая яркость изображения, всего или частично

n – аддитивная (случайная) помеха, накладывающаяся на изображение.

Для улучшения таких изображений используются различные фильтры, позволяющие как сглаживать резкие перепады яркости, так и подчеркивать (выделять) контура.