Histogram a jeho zpracování



Podobné dokumenty
Histogram a jeho zpracování

1 Jasové transformace

Jasové transformace. Karel Horák. Rozvrh přednášky:

2010 Josef Pelikán, CGG MFF UK Praha

Pro úlohy digitálního zpracování obrazu je příznačný velký objem dat. Doposud ani rychlé počítače s konvenční sériovou architekturou nejsou schopny

Š E D O T Ó N O V Á A B A R E V N Á K A L I B R A C E

Program pro zobrazení černobílých snímků v nepravých barvách

Gymnázium Vincence Makovského se sportovními třídami Nové Město na Moravě

Základy zpracování obrazů

Full HD 3D Projektor pro domácí kino PT-AE8000 PT-AT6000. Srpen 2012

LBP, HoG Ing. Marek Hrúz Ph.D. Plzeň Katedra kybernetiky 29. října 2015

DUM 14 téma: Barevné korekce fotografie

Základy zpracování obrazu

Image Analysis and MATLAB. Jiří Militky

ZPRACOVÁNÍ OBRAZU V MĚŘICÍ A ŘÍDICÍ TECHNICE

POPIS PROSTŘEDÍ PROGRAMU GIMP 2. Barvy 2. Okno obrázku 4 ZÁKLADNÍ ÚPRAVA FOTOGRAFIÍ V GRAFICKÉM EDITORU 6. Změna velikosti fotografie 6

T850 KVADRÁTOR BAREVNÝ HK-404

Mikroskopická obrazová analýza

Text úlohy. Kolik je automaticky generovaných barev ve standardní paletě 3-3-2?

Počítače a grafika. Ing. Radek Poliščuk, Ph.D. Přednáška č.7. z předmětu

Omezení barevného prostoru

D E T E K C E P O H Y B U V E V I D E U A J E J I C H I D E N T I F I K A C E

Makroskopická obrazová analýza pomocí digitální kamery

Výukový materiál v rámci projektu OPVK 1.5 Peníze středním školám

Světlo. Kalibrace světelného senzoru. Tematický celek: Světlo. Úkol:

Michal Vik a Martina Viková: Základy koloristiky ZKO10. Správa barev

Analogové kamery. Obecný instalační manuál. Stasanet s.r.o. Stránka 1

X37SGS Signály a systémy

Multimediální systémy. 02 Reprezentace barev v počítači

Vnitřní DOME HD-SDI kamera VD102SFHD-IR

STUDIUM HLADINOVÉHO ELEKTROSTATICKÉHO

VYUŽITÍ 3D FRAKTÁLNÍ ANALÝZY PŘI HODNOCENÍ KVALITY TISKU

Rozšíření bakalářské práce


Úprava barev. Otočení snímku o 90. Další snímek. Uložit snímek. Úprava světlosti snímku. Otevřít složku

Úvod...9 Historie počítačů...9 Digitální fotoaparát...10 Co čekat od počítače...10 Historie od verze 5 po verzi

Základy digitální fotografie

Cvičení 4 komplexní zpracování dat. Analýza povodí řeky Kongo

ZPS CR systémů. Tomáš. Pokorný

Zpracovnání digitální fotografie

Vliv přesnosti kalibrační křivky na výsledek verifikace plánů EBT3 filmem

Digitální fotografie II. Mgr. Milana Soukupová Gymnázium Česká Třebová

Vylepšení SNR u SPECT vyšetření

Analýza a zpracování digitálního obrazu

. Grafika a plovoucí prostředí. Zpracování textů na počítači. Ing. Pavel Haluza, Ph.D. ústav informatiky PEF MENDELU v Brně haluza@mendelu.

Barvy v počítačové grafice

Elsyst Engineering. Kontrola kvality obrazových souborů v procesu digitalizace. Ivan Sabo

Software pro úpravu snímků LAB-10. Návod k obsluze

Barvy v počítačové grafice

Sada 1 CAD Zobrazování RGB

HDR obraz (High Dynamic Range)

Petr Chvosta. vlevo, bude pravděpodobnost toho, že se tyč na počátku intervalu τ B nachází nad vpravo

DZDDPZ5 Zvýraznění obrazu - prahování. Doc. Dr. Ing. Jiří Horák Ing. Tomáš Peňáz, Ph.D. Institut geoinformatiky VŠB-TU Ostrava

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Interní norma č /01 Průměr a chlupatost příze

Získávání znalostí z dat

Robotický stolní fotbal

Základy matematiky kombinované studium /06

kamerou. Dle optických parametrů objektivu mohou v získaném obraze nastat geometrická

Volitelná výpočetní technika

PROCESNÍ KALIBRÁTOR M505 (D)

E P mm Sada. Olympus Pen: návrat legendy. Specifikace. Typ. Filtr. Obrazový senzor. Živý náhled. Procesor

ÚSTAV PRO VÝZKUM MOTOROVÝCH VOZIDEL, s.r.o. Lihovarská 12, Praha 9

Algoritmus sledování objektů pro funkční vzor sledovacího systému

Práce na počítači. Bc. Veronika Tomsová

Standard VGA (Video Graphics Array)

Cvičení 3 komplexní zpracování a klasifikace dat. Oblast Cairo

Jak správně používat gama analýzu?

Stručný průvodce digitální fotorámeček Intenso

Grafický editor pro zpracování bitmapových souborů. Bc. Michael Borkovec

Doc. RNDr. Miloslav Druckmüller, CSc. ADAPTIVNÍ NUMERICKÉ METODY ZPRACOVÁNÍ OBRAZŮ

Obsah. Kapitola 1 Stažení a instalace Kapitola 2 Orientace v programu a základní nastavení Úvod... 9

Úvod do počítačové grafiky

42PMA225EZ. Návod k použití

Seznámení Corel Draw. PDF vytvořeno zkušební verzí pdffactory Pro Panel Vlastnosti. panel základních kreslicích nástrojů

Stav: červen TRACK-Guide

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

E mm Sada. Specifikace. Typ. Hledáček. Obrazový senzor. Procesor. Filtr. bezdrátové řízení blesků. MOS senzor Výjimečně snadné ovládání

RAW s programem Adobe Photoshop CS

NPGR032 Cv úvod

Návod k obsluze. Barevný LCD monitor. Důležité


Obsah. Úvod 11. Poděkování 9. Použité konvence 12. KAPITOLA 1 Poznáváme Zoner Photo Studio 13

Braun DigiFrame 1160 Návod k použití

Úpravy rastrového obrazu

13 Barvy a úpravy rastrového

PRAKTICKÉ VYUŽITÍ MATLAB WEB SERVERU

Tabulka. Datová struktura, která umožňuje vkládat a později vybírat informace podle identifikačního klíče. Mohou být:

MI FV_Volvo2014 pro modely s i bez interní navigace. Video rozhraní pro displeje ve vozidlech Volvo

Cílem této kapitoly je seznámit s parametry a moduly stavebnice NXT. Obr. 1: Brick s moduly [3]

Obsah. Seznámení s programem Adobe Photoshop CS5. Práce se soubory. Úvod Spuštění a ukončení programu Popis okna programu 19

Okno Editoru nabízí v panelu nástrojů

MULTIMEDIÁLNÍ A HYPERMEDIÁLNÍ SYSTÉMY

VYUŽITÍ OBRAZOVÉ ANALÝZY PRO ODHAD DOSTAVY TKANINY

Zvyšování kvality výuky technických oborů

NKP VaV Závěrečná zpráva 2010

OPTIKA - NAUKA O SVĚTLE

ZÁKLADNÍ EXPERIMENTÁLNÍ

Obraz matematický objekt. Spojitý obraz f c : (Ω c R 2 ) R

Digitální HD videokamera s vyměnitelným objektivem

Transkript:

Histogram a jeho zpracování 3. přednáška předmětu Zpracování obrazů Martina Mudrová 24

Definice Co je to histogram? = vektor absolutních četností výskytu každé barvy v obrázku [H(1),H(2), H(c)] c m.n c c počet barev m,n velikost obrázku i= 1 H ( i) intenzitní obrázky: 1 vektor H barevné obrázky: 3 vektory H 1,H 2,H 3 (typicky pro R,G,B složky obrazu, každá ze složek je zpracována zvlášť - podle stejného schématu a se stejnými parametry) = m. n M. Mudrová, 24 2

Základní vlastnosti histogramu je to statistická veličina popisující pravděpodobnost výskytu každé barvy v obraze neříká nic o umístění barev v obraze Dva rozdílné obrázky: Se stejným histogramem (bimodálním v tomto případě): 1 4 1 2 1 8 6 4 2. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9 1 3 M. Mudrová, 24

Další způsoby vyjádření histogramu 1. normalizace x-ové osy (barevného rozsahu) na interval <,1> 2. zobrazení kumulativního histogramu 4 M. Mudrová, 24

Použití histogramu I histogram poskytuje základní informaci o úrovni jasu v obrázku metody zpracování histogramu mohou vést ke zlepšení kvality obrázku! z pohledu subjektivního vjemu! 8 2.5 x 14 7 6 2 1 5 1.5 4 3 1 5 2 1.5 5 1 15 2 25 5 1 15 2 25 5 1 15 2 25 Obrázek je příliš světlý (přeexponovaný) -čáry histogramu jsou převážně v pravé části M. Mudrová, 24 Obrázek je příliš tmavý (podexponovaný) -čáry histogramu jsou převážně v levé části Nízká úroveň kontrastu v obrázku čáry histogramu jsou pouze ve střední části 5

Použití histogramu II umožňuje vhodnou volbu prahu(ů) T při redukci barev - zvláště v případě bimodálního histogramu - použití při detekci objektů granulometrie apod. L pro x< T y= H pro x T x vstupní hodnota intenzity y nová hodnota intenzity T hodnota prahu (threshold level) 6 M. Mudrová, 24

Použití histogramu III kalibrace optických digitálních přístrojů (fotoaparáty, kamery, skenery,...) 1. snímání obrázku se známým histogramem (etalonu) 2. porovnání histogramu získaného obrázku a daného histogramu slouží k nastavení parametrů přístroje Příklad etalonu 7 M. Mudrová, 24

Ekvalizace histogramu Co to znamená? Upravit histogram tak, aby byl tak plochý jak je to jen možné 5 4 3 Real picture histogram Ideal histogram 2 1.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 Algoritmy ekvalizace jsou založeny na statistických metodách: D = n. m MAX D optimální hodnota čar v histogramu n,m... velikost obrázku MAX... hodnota maximální intenzity v obrázku 8 M. Mudrová, 24

Příklad ekvalizace histogramu Originální obrázek original Obrázek po ekvalizaci po ekvalizaci. 5 5 histogram 4 4 3 3 2 2 1 1 1.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 x 1 4 k u m u la c e c a r.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 1 x 1 4 8 8 6 6 4 2 5 1 1 5 2 2 5 3 4 2 5 1 15 2 25 3 9 M. Mudrová, 24

Úpravy histogramu Co se stane, když změním pozici čar v histogramu z hodnot x na y? x vstupní histogram l h 1 A. Lineární úpravy: g = 1 1. Posun histogramu 2. Zúžení/rozšíření histogramu B. Nelineární úpravy: g <> 1 y = x γ b t 1 y výstupní histogram output value y 1.8.6.4.2 Gamma correction.2.4.6.8 1 g=.5 g=2 input value x 1 M. Mudrová, 24

Posun histogramu vpravo Zvyšování jasové úrovně obrázku posouvá histogram doprava (k bílé). 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 11 M. Mudrová, 24

Posun histogramu vlevo Snižování jasové úrovně obrázku posouvá histogram doleva (k černé). 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 12 M. Mudrová, 24

Další možnosti úpravy jasu? Nešlo by jednoduše přičíst nějakou konstantu k hodnotě každého pixelu? original original+.3 histogram originalu histogram po uprave 7 7 6 5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 1.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1! Tento způsob může vést ke ztrátě detailní informace v oblasti jasných barev bez možnosti jejího zpětného obnovení 13 M. Mudrová, 24

Ztráta tmavých odstínů...nebo odečíst konstantu od hodnoty každého pixelu? 7 6 5 4 3 2 1.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1! Tento způsob může vést ke ztrátě detailní informace v oblasti tmavých barev bez možnosti jejího zpětného obnovení 14 M. Mudrová, 24

Kontrast: Dilatace a zúžení histogramu 7 6 5 4 3 2 1.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 Dilatace histogramu způsobuje zvýšení kontrastu Zúžení histogramu vede ke snížení kontrastu! Pozor na ztrátu detailní informace ve velmi jasných a tmavých úrovních barev v průběhu operací s histogramem dilatace následovaná odpovídajícím zúžením nemusí vést k původnímu obrazu M. Mudrová, 24 15

Gama korekce y = γ x x vstupní histogram l h 1 y = x γ <γ <1 obrázek bude světlejší γ >1 obrázek bude tmavší γ =1 lineární úprava b t 1 y výstupní histogram Gamma correction output value y 1.8.6.4.2.2.4.6.8 1 input value x g=.5 g=2! Některá digitální zařízení definují hodnotu gama převráceně: y = 1 γ x 16 M. Mudrová, 24

Použití gama korekce Parametry úpravy histogramu Obrázek 8 Histogram 6 původní obrázek 4 2. 5 1 posun čar histogramu z <.25,1> do <,.75>, γ =1 posun čar histogramu z <.25,1> do <,.75>, γ =5 5 5 1 8 6 4 2. 5 1 posun čar histogramu z <.25,1> do <,.75>, γ =.2 M. Mudrová, 24 5 2 4 6 8 1 17

Pokročilé metody úpravy histogramu - Operace s vyhledávací tabulkou - LUT (Look-up table) -1 nová barva je přiřazena 1,2 nebo více původním barvám - nevratná operace - použití pro zajímavé efekty (vytváření tzv. vodových kreseb z realistických fotografií) a pro zvýraznění struktur v obraze - Daný histogram s daným tvarem může být obrázku vnucen - 18 M. Mudrová, 24

Příkazy Matlabu pro operace s histogramem imhist histeq imadjust (brighten) (contrast) stretchlim 19 M. Mudrová, 24

Příklad Ekvalizace histogramu % Histogram a jeho upravy (1) % Ekvalizace histogramu clear delete(get(,'children')); original po ekvalizaci. [x,map]=imread('busek.bmp'); i=ind2gray(x,map); subplot(321), imshow(i) title('original') subplot(323),imhist(i) title('histogram originalu'), j=histeq(i,32); subplot(322), subimage(j ) axis off,title('po ekvalizaci.') subplot(324),imhist(j) title('histogram '), subplot(325),plot(cumsum(imhist(i))) title('kumulace car'), subplot(326),plot(cumsum(imhist(j))) 4 2 5 histogram originalu 1 2 1 x 14 kumulace car 1 2 3 4 2 5 histogram 1 2 1 x 14 1 2 3 2 M. Mudrová, 24

Příklad Lineární úprava histogramu % Upravy histogramu(2) clear delete(get(,'children')) figure(1) [x,map]=imread('../busek.bmp'); i=ind2gray(x,map); j=imadjust(i,[ 1],[.8],1); subplot(221),imshow(i) title('original') subplot(222),imhist(i,128) title('histogram originalu') subplot(223),imshow(j) title(' po uprave') subplot(224),imhist(j) title('histogram po uprave') original po uprave histogram originalu 6 4 2 1 2 histogram po uprave 4 2 1 2 21 M. Mudrová, 24