Procesarea imaginilor

1. Ajustarea contrastului

- Introducere

Procesele de imbunatatire a imaginilor constau intr-o colectie de tehnici ce urmaresc sa modifice perceptia vizuala sau sa converteasca imaginea intr-o forma mai potrivita pentru a fi analizata de oameni sau de calculatoare. In scopul analizei, definirea tehnicilor de imbunatatire a imaginilor se refera la extragerea informatiei. Spre exemplu, un astfel de sistem ar putea pune in evidenta contururile unor obiecte dintr-o imagine. Imaginea rezultata ar putea fi utilizata la intrarea unei masini ce traseaza contururile si realizeaza anumite masuratori de forma si dimensiune. In aceasta aplicatie, imbunatatirea imaginilor are drept scop punerea in evidenta a formelor existente in imaginea originala si astfel, simplificarea procesului de extragere a informatiei din imagine.

- Ajustarea contractului

Unul din cele mai intalnite defecte ale imaginilor fotografice sau electronica este lipsa de contrast, rezultat in urma unei reduceri, poate neliniare a intervalului de amplitudine a imaginii. Contrastul poate fi cel mai des imbunatatit prin rescalarea amplitudinii fiecarui pixel.

Ajustarea contrastului pentru imaginea de intrare va fi realizata prin rescalarea intensitatii (nivelului de gri) a fiecarui pixel. Primul pas presupune determinarea nivelului minim si maxim de tonuri de gri pentru imaginea data. Apoi pentru fiecare pixel se va rescala valoarea astfel incat aceasta sa fie in noul interval de intensitati [a,b]. Se va folosi urmatoarea formula:

IN = (b-a) * (IO -min) / (max-min) + a

- IN - noua intensitate;

- IO - intensitatea originala;

- min - intensitatea minima a unui pixel din imagine (cea mai inchisa);

- max - intensitatea maxima a unui pixel din imagine (cea mai deschisa);

- a - noua intensitate minima;

- b - noua intensitate maxima;

Imaginea de iesire nu va avea toate nivele din intervalul imaginii de intrare si anumite tranzitii de nivel de gri vor fi mai mari decat in imaginea originala.

In urma acestei procesari poate rezulta un efect de conturare in nivele de gri, rezultand o imagine care poate fi analizata mai usor de oameni sau de software specializat.

2. Scalarea amplitudinii

- Introducere

Procesele de imbunatatire a imaginilor constau intr-o colectie de tehnici ce urmaresc sa modifice perceptia vizuala sau sa converteasca imaginea intr-o forma mai potrivita pentru a fi analizata de oameni sau de calculatoare. In scopul analizei, definirea tehnicilor de imbunatatire a imaginilor se refera la extragerea informatiei.

- Scalarea amplitudinii

O imagine procesata numeric poate ocupa un interval diferit de intervalul imeginii originale. De fapt, intervalul numeric al unei imagini procesate poate cuprinde valori negative, ce nu pot fi transferate direct in interval ale intensitatii luminoase.

Exemple de rescalare a imaginilor:

Mai sus sunt prezentate unele posibilitati de scalare a unei imagini procesate in domeniul de valori ocupate de imaginea originala.

Folosind prima tehnica, imaginea rezultata este transformata liniar in intreg domeniul de intrare.

Cea de-a doua tehnica prezentata, transforma valorile extreme ale amplitudinii imaginii rezultate in limitele maxime si minime ale imaginii originale. Cea de-a doua tehnica este de preferat primei, mai ales in situatiile in care imaginea contine un numar mic de pixeli care depasesc limitele. Algorimtii de imbunatatire a contrastului au o optiune de taiere a unui procent din valorile amplitudinii in fiecare capat al intervalului de amplitudine. In aplicatii de procesare de imagine medicala, aceasta operatie de modificare a contrastului este numita transformare nivel-fereastra. Nivelul este aflat pe punctual c pe axa de intrare, iar valoarea ferestrei este latimea pantei, b-a.

Cea de-a treia tehnica de scalare a amplitudinii, utilizeaza o transformare a valorii absolute pentru a vizualiza o imagine cu valori negative ale pixelilor. Aceasta este utila sistemelor ce utilizeaza conventia de complement fara de doi pentru reprezentarea amplitudinii.

Un alt procedeu ce este folosit este extinderea contrastului unei imagini. Aceasta se realizeaza in urma taierii din imagine a unor nivele de gri si rescalarea celor ramase, rezultand astfel o imagine a carei histograma ocupa aproape toate nivelele de gri din scara.