ЛЕКЦИЯ 7. Гистограммные методы фильтрации: преобразование яркостного среза.

Очевидным обобщением пороговой обработки является преобразование яркостного среза (рисунок 7.1а), которое также называют препарированием. Оно позволяет выделить определенный интервал диапазона яркостей входного изображения. Перемещая «рабочий» интервал по шкале и меняя его ширину, можно определить какие значения яркости есть на изображении (и в каких точках), а каких нет, произвести визуальный анализ отдельных объектов на изображении, различающихся по яркости. Детали, не попадающие в указанный интервал, то есть относящиеся к «фону», будут подавлены. В данном примере фон черный (подавление фона). На рисунке 7.1б приведен вариант яркостного среза с сохранением фона. В данном случае изображение в целом сохраняется, но на нем «высвечиваются» участки, попавшие в заданный интервал значений яркости. Если этот интервал примыкает к границе шкалы яркости, то получаем преобразование так называемой неполной пороговой обработки (рисунок 7.1в).

Контрастное масштабирование в своем простейшем варианте совпадает по смыслу с линейным контрастированием, только без опоры на статистику (или экстремальные значения) входного изображения. С помощью этой функции определенный участок диапазона значений яркости растягивается на всю шкалу (рисунок 7.1г). При этом возрастает контраст деталей, попавших в этот участок.

Детали, имеющие значения яркости за пределами участка, заменяются на однородный фон: черный (рисунок 7.1е), белый (рисунок 7.1ж) или серый (рисунок 7.1з). В других случаях контрастное масштабирование может быть связано с обращением значений яркости, то есть получением «негатива» (рисунок 7.1д).

Еще один вариант — пилообразное контрастное масштабирование иллюстрируется на рисунке 7.1и. Как показывает практика, если изображение состоит из нескольких крупных областей с медленно меняющимися (по плоскости) значениями яркости, то такое преобразование почти не разрушает целостности его восприятия, но, в то же время, резко увеличивает контрастность плохо различимых мелких деталей.

К поэлементному препарированию можно отнести и преобразование изображения в псевдоцвета. В данном случае каждому числовому значению яркости ставится в соответствие определенный цвет на экране дисплея. В принципе, закон соответствия может быть любым, хотя на практике стараются, чтобы функция преобразования была гладкой в том смысле, что плавному изменению яркости исходного изображения соответствовало бы плавное изменение цвета препарированного. Представление изображения в псевдоцветах сильно повышает визуальную читаемость изображенных объектов, поскольку глаз человека более чувствителен к малым изменениям цветового тона, нежели к малым изменениям яркости, и широко используется, в частности, в медицинских диагностических системах.

Рисунок 7.1 – Примеры преобразования яркостного среза