ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.05.2019
Просмотров: 586
Скачиваний: 3
Рис. 4. Виды преобразования гистограммы:
а — исходная гистограмма; 6 — линейное преобразование; в — то же с исключением 1% крайних значений; г — эквализация; д — то же с исключением 1% крайних значений
Интервал яркостей, относящийся к их изображению, может быть уменьшен либо приравнен нулю, что приведет к растяжению остальной части гистограммы, а следовательно, и к увеличению контраста изображения объекта дешифрирования — например, почвенно-растительного покрова. В программных пакетах, предназначенных для обработки изображений, эта процедура обычно реализуется путем изменения исполнителем формы выведенного на экран графика передаточной функции.
Второй подход при контрастировании изображения заключается в выравнивании (эквализации) гистограммы. Это нелинейное преобразование, суть которого заключается в аппроксимировании исходной гистограммы гистограммой идеальной формы, в которой каждому значению яркости должно соответствовать одинаковое число пикселов. Достигнуть такой формы математическими действиями с цифровым изображением невозможно, поэтому приходится ограничиваться некоторым приближением. Если увеличить контраст пропорционально частоте встречаемости пикселов определенного значения яркости, происходит перераспределение значений яркости и гистограмма становится более плоской. Математически это преобразование описывается интегральной зависимостью. В результате для тех уровней яркости, на которые приходится больше пикселов, контраст растет, а для редко встречающихся значений остается без изменения или даже уменьшается (рис. 4г). Вклад крайних значений яркости настолько невелик, что форма гистограммы практически не изменяется при отбрасывании 1% значений с обоих концов (рис. 4д).
Подчеркивание контуров — другой весьма распространенный способ преобразования одиночного снимка. Сопоставление значений яркости каждого из пикселов и его «ближайших соседей» (непосредственно граничащих с ним) и последующие математические операции направлены на выявление пограничных пикселов и увеличение значения их яркости. Чтобы еще больше подчеркнуть контур, значениям пограничных пикселов присваивается определенный код или признак.
Насколько существенно можно улучшить визуальное восприятие экранного изображения после выполнения яркостных преобразований цифрового снимка можно видеть на рис. 5.
Рис. 5. Яркостные преобразования цифрового снимка:
а — фрагмент оригинального снимка и его гистограмма; тот же фрагмент после контрастирования; б — линейное преобразование гистограммы; в — эквализа-ция гистограммы; г — тот же фрагмент после контрастирования и подчеркивания границ
При сопоставлении двух разновременных снимков обычна ситуация, когда гистограммы резко различаются, например, один снимок выглядит темным, а другой светлым. В таком случае необходимо так преобразовать оба снимка или один из них, чтобы минимальные и максимальные значения яркостей были одинаковыми. Это преобразование известно как приведение изображений к одному виду.
Важно иметь в виду, что в случае многозональной съемки такого рода преобразования отдельных черно-белых зональных снимков ведут к искажению соотношения яркостей в зонах, поэтому могут использоваться только для улучшения визуального восприятия каждого из них в отдельности или цветного синтезированного изображения.
Квантование и цветокодирование— еще один способ яркостных преобразований одиночного снимка. Человек уверенно различает не более двух десятков уровней яркости, поэтому изображение, имеющее 256 уровней, воспринимается им как непрерывное. Если сгруппировать уровни яркости в несколько относительно крупных ступеней, можно получить новое изображение. В результате такого преобразования мелкие детали, как бы «зашумляющие» изображение, исчезают, постепенное изменение яркости заменяется четкой границей и закономерности распределения яркостей на снимке становятся более отчетливо выраженными.
Количество и размер ступеней квантования зависят от решаемой задачи и характера изучаемого объекта. Весь интервал яркостей может быть разделен на равные ступени. Но в большинстве случаев лучшего эффекта можно достигнуть, если границы новых ступеней выбирает дешифровщик, пользуясь при этом гистограммой или измеряя на снимке интервалы яркостей для каждого из интересующих его объектов.
Квантование чаше используют в случаях неопределенных границ, постепенных переходов. Например, при анализе снимков водных объектов на квантованном снимке лучше видны закономерности изменения глубин или концентрации взвеси, четкими становятся границы комплексных растительных сообществ. Результаты квантования могут быть использованы не только для визуального, но и для последующего компьютерного анализа.