15.7  SKLÁDÁNÍ OBRAZŮ

S digitálními obrazy můžeme provádět algebraické operace, pravděpodobnostní operace, logické operace, prolínání obrazů či barevné vnořování obrazů, viz také lit. [4-5]. V následujícím textu si uvedeme jen některé zajímavé aplikace využívající především sčítání obrazů, které lze s výhodou využívat při zpracovávání obrazů z různých vizualizačních experimentů.

Vyhlazování zrnitosti obrazů

Sčítání obrazů se používá např. při vyhlazování zrnitosti v záznamu bez rozmazávání hran. Tuto metodu lze použít u statických měření, kdy máme k dispozici dva či více obrazů stejného stavu sledovaného objektu. Výsledná intenzita obrazového bodu při sčítání n obrazů s intenzitami I₁ až I_n (vždy ve stejném místě obrazu) je dána vztahem

Průměrování obrazů neuspořádaných dějů

Podobným způsobem lze sčítání obrazů použít k průměrování neuspořádaných či nestabilních dějů. Ve výsledném obraze pak bude upřesněna pravděpodobná poloha objektů, ale zároveň dojde k rozmazávání hran.

Korekce nerovnoměrného osvětlení obrazů

Sčítání obrazů umožní rovněž korigovat nerovnoměrné osvětlení obrazů. Tuto korekci lze provést pomocí referenčního obrazu, představujícího pozadí bez zkoumaných objektů. Výsledná intenzita obrazového bodu při korekci nerovnoměrného osvětlení obrazů je dána vztahem

kde (1 - I₁) je intenzita obrazového bodu v negativním referenčním obraze, I₂ je intenzita obrazového bodu ve zkoumaném obraze a g je vhodný váhový koeficient. Tento koeficient umožní získat záznam se světlejším či tmavším pozadím. Korekci nerovnoměrného osvětlení obrazu lze provádět např. u interferometrických měření, u vizualizace částic v tekutinách a v mnoha dalších aplikacích.

Vytvoření moaré obrazů

Funkce sčítání obrazů může být využita pro vytvoření moaré obrazů. Pro dosažení vhodného kontrastu moaré proužků je však často třeba zvolit vhodnou míru či váhu mezi dvěma skládanými obrazy. Výsledná intenzita obrazového bodu je pak dána vztahem

kde I₁ a I₂ jsou intenzity obrazových bodů v prvém a druhém obraze a g je váhový koeficient prvního obrazu, který se volí z intervalu <0, 1>.

Moaré obrazy lze získat např. složením dvou interferogramů. Tím je možné transformovat interferogramy získané při seřízení interferometru na konečnou šířku interferenčních proužků na moaré obrazce obdobné interferogramům při seřízení interferometru na nekonečnou šířku interferenčních proužků, nebo také konečnou šířku interferenčních proužků o jiné prostorové frekvenci. Příklad složení dvou interferogramů pomocí software Interfer-Visual [4-11], [6-12] je uveden na obr. 15-13.

Obr. 15-13 Moaré obraz (vlevo) získaný složením interferogramu neizotermního proudu ze vzduchotechnické vyústky (vpravo) s interferogramem referenční osnovy interferenčních proužků [6-12]

Kombinace skládání obrazů a funkce interferogram

Postupnou aplikací funkce skládání dvou obrazů a následně aplikací funkce interferogram, viz kap. 15-4, lze získat velice zajímavé výsledky. Na stránce 15.7A je uveden příklad určování tvaru vzduchového proudu ze štěrbinové vyústky, který je zviditelněn pomocí kouře, viz kap. 3.2 (kamera zabírá proud až do vzdálenost 2,5 m od ústí vyústky). Jedná se o případ, kdy hranice proudu jsou vzhledem k promíchávání vzduchu na okrajích málo zřetelné. K původnímu obrazu proudu je nejdříve přičten obraz šedého klínu a na výsledný obraz je aplikována funkce interferogram. Výsledný obraz vypadá jako interferogram při seřízení interferometru na konečnou šířku proužků v referenční oblasti (zde vertikálních, jelikož šedý klín má změnu intenzity ve směru horizontálním), viz kap. 13.1 a kap. 13.11. Z výsledného obrazu lze lépe vyhodnocovat hranice proudu než z původního obrazu, jelikož původní obraz je obvykle vnímán různými subjekty různě a může být i různě upraven funkci kontrast a jas (kap. 15.4). Uvedené zpracování vizualizačního záznamu (videosekvence), bylo provedeno pomocí software Interfer-Visual (kap. 16.9). Převedením záznamu z vizualizace proudění kouřem či mlhou na interferogram ukazuje na důležitost procedur pro vyhodnocování interferogramů uvedených v kap. 16.