15.4  KONTRAST A JAS

Nejčastěji používanou funkcí při úpravách kvality obrazů je kontrast a jas. Následný text je zaměřen na černobílé obrazy s intenzitou I od 0 do 1. U barevných obrazů, je třeba algoritmus aplikovat na všechny tři barevné složky (červenou, zelenou a modrou). V této kapitole budou uvedené i některé další funkce sloužící ke změně intenzity obrazového bodu bez vazby na jeho okolí, a to funkce negativ, redukce barev, prahování a interferogram.

Kontrast a jas

Funkce změny jasu umožní upravovat příliš tmavé, či příliš světlé obrazy, na obrazy s jasovou úrovní vhodnou pro další vyhodnocování. Změna kontrastu umožní zvětšit kontrast objektů v obraze. Intenzitu I' každého upravovaného bodu můžeme získat ze vzorce

kde I je intenzita původního obrazového bodu, j je jasová složka (implicitně j = 0,5), k je složka kontrastu (implicitně k = 1) a hodnota i bývá obvykle konstantní a má hodnotu i = 0,5. Po aplikaci vzorce (15-3) se hodnota intenzity I' upraví tak, že všechny hodnoty větší než 1 se zarovnají na 1 a všechny hodnoty menší než 0 se zarovnají na 0, viz také obr. 15-3.

Obr. 15-3 Grafické znázornění funkce kontrast a jas

Negativ

Funkce negativ se používá po scannování negativních předloh, před skládáním obrazů nebo také v souvislosti s funkcemi typu eroze, dilatace apod. Výsledná intenzita bodu negativního obrazu I' se získá z původní intenzity I dle obr. 15-4 nebo také dle vztahu

Obr. 15-4 Grafické znázornění funkce negativ

Redukce barev

Tato funkce umožní u černobílých obrazů zredukovat množství úrovní šedí na menší množství n. Výsledná intenzita bodu I' se získá z původní intenzity I dle obr. 15-5 nebo také dle vztahu

Obr. 15-5 Grafické znázornění funkce redukce barev

Prahování

Funkce prahování usnadní v mnoha případech proces identifikace objektů v obraze. Pokud jsou intenzity I původního obrazu menší než zvolená prahová hodnota P, přiřadí se jim intenzita 0, v opačném případě intenzita 1, viz obr. 15-6. Pro výslednou intenzitu I' platí

Tato funkce může pracovat i s více prahy, přičemž u každého prahu dojde ke změně výsledné intenzity z hodnoty 0 na 1 či opačně. Prahování s více prahy, které rozdělují oblast intenzit I rovnoměrně je označováno jako funkce interferogram.

Obr. 15-6 Grafické znázornění funkce prahování

Interferogram

Funkce interferogram pracuje stejně jako funkce prahování s n prahy, které rozdělí oblast intenzit I <0,1> rovnoměrně na n intervalů <0,1/n>, <1/n,2/n>, ... , <(n-1)/n,1>. Bodům spadajícím do těchto intervalů se přiřadí intenzita 0, pokud se jedná o lichý interval, nebo intenzita 1, pokud se jedná o sudý interval, viz. obr. 15-7. Výsledkem bývá obraz podobný interferogramu, jehož proužky reprezentují místa s přibližně stejnými intenzitami. Ukázka způsobu práce funkce interferogram je uvedena na obr. 15-8.

Obr. 15-7 Grafické znázornění funkce interferogram

Obr. 15-8 Ukázka práce funkce interferogram (vlevo je původní obraz s Gaussovským rozložením intenzity v obraze, vpravo je výsledný obraz po aplikaci funkce interferogram)

Pozn.: Zajímavé výsledky lze získat postupnou aplikací funkce skládání dvou obrazů popsané v kap. 15-7 a následnou aplikací funkce interferogram. Použití takového postupu najdeme v kap. 15-7, kde je uveden též zajímavý příklad.