Преобразование цифровых изображений

В общем случае цифровые снимки могут быть подвергнуты самым различным преобразованиям, начиная от простейшей регулировки яр-костных характеристик получаемого на экране компьютера изображе­ния и заканчивая изменением его геометрического разрешения и вы­числения яркостей искусственно созданных пикселов в соответствии с георемой Котельникова.

Характер таких преобразований всецело определяется решаемыми задачами и заключается в улучшении тех или иных характеристик изображения, трансформировании его в заданную проекцию, выявле­нии объектов требуемых типов или их групп, получении спе­циализированной или комплексной характеристики местности и др.

Рассмотрим простейшие из этих преобразований, доступные через меню любой цифровой фотограмметрической системы и касающиеся фотометрической коррекции изображения на экране ком­пьютера, основанной на использовании следующей зависимости меж­ду оптическими яркостями его элементов [11], [13]:

р,=ф(рГ) + &> (¹⁴-⁶>

где р/^исх, Pi - яркость элемента изображения до и после преобразова­ния; ф(р;^исх) - функция, определяющая характер преобразования; Ъ -параметр яркости.

Характер изменения яркости изображения в соответствии с урав­нением (14.6) при Ь = 0 всецело определяется видом функции (р(р*^исх) и в общем случае он может быть представлении в виде графиков (рис. 14.4), соответствующих линейному, нелинейному или кусочно-линей­ному преобразованию.

Рис. 14.4. Графики линейного (а), нели- [_ "_____.__________ | нейного (б) и кусочно-линейного (в) Рис. 14.5. Панель коррек- изменения яркости изображения ции изображения в целом

Большинство цифровых фотограмметрических систем обеспечива­ет возможность изменения яркости, контрастности и гамма-коррекции экранного изображения, выполняемых путем поэлементного линейно­го преобразования яркостей всех пикселов с помощью специальной панели (рис. 14.5). При таком преобразовании q>(pj^HCX) = р*^ирхх tgy, где

у - угол наклона линии 1 к горизонтальной оси (рис. 14.4). Градуировка шкал яркости и контрастности дается в процентах, а гамма-коррекции - в виде значения тангенса угла наклона прямой.

Общее изменение яркости изображения выполняется путем умень­шения или увеличения параметра Ь уравнения (14.6) для каждого пик­села на одну и ту же величину, в результате чего все яркости р* сме­щаются к одному (светлому или темному) краю используемого диапа­зона их изменений, и элементы изображения становятся более свет­лыми или более темными. На графике (рис. 14.6) это иллюстрируется смещением прямой из положения 1 в положение 2, а исходной и пре­образованной яркостям изображения соответствуют точки А и А.

Изменение контрастности изображения выполняется с целью улучшения читаемости границы между смежными элементами путем подчеркивания различий в их яркостях и заключается в следующем.

При увеличении контрастности яркости элементов изображения, пре­вышающие среднее значение, увеличиваются пропорционально своему значению, и уменьшаются, если они меньше среднего. При этом темные тона становятся еще темнее, светлые - еще светлее, границы между эле­ментами изображения становятся более четкими. При чрезмерном увели­чении контрастности на снимке останутся только светлые и темные тона.

При уменьшении контрастности преобразования обратны; в ре­зультате их выполнения темные тона становятся светлее, светлые -темнее, границы между элементами изображения «размываются» и изображение исчезает..

На графике (рис. 14.6) изменение контрастности иллюстрируется вращением прямой 2 вокруг ее центральной точки k (например, в по­ложение 3, при котором исходной и преобразованной яркостям соответствуют точки А и А).

Гамма-коррекция изображения выполняется с целью увеличения или уменьшения его детальности, что достигается изменением диапа­зона яркостей исходного изображения путем их пропорционального уменьшения или увеличения. На графике (рис. 14.7) такое преобразо-

Ф ©

Рис. 14.6. Графики изменения

Яркости и контрастности

Изображения

Рис. 14.7. График изменения яркости при гамма-коррекции

вание достигается изменением угла наклона прямой 1. В самом деле, пусть в исходном положении yi = 45°, tgyj = 1 и при Ь = О (как на рис. 14.7) яркости до и после их преобразованного совпадают (точки А и Л¹). Наклоним прямую 1 в положение 4, установив угол у2. Теперь той же исходной яркости А будет соответствовать преобразованная яркость A^IV, причем, А¹ ^ А.

⇐ Предыдущая48495051525354555657Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: