Линейное контрастирование

Яркостный срез

С использование яркостного среза изображения, можно выделить те его участки, где яркость соответствует выделенному интервалу. При этом остальные участки можно полностью "погасить" (имеют яркость, соответствующую уровню черного) или оставить неизменными. Перемещая выделенный интервал по яркостной шкале и изменяя его ширину, можно детально исследовать содержание картины.

а)	б)

Рис. 1. Функции препарирования типа яркостный срез

Для выполнения яркостного среза lookup-таблица может быть подготовлена следующим образом:

void BrightnessShearing(IplLUT* lut, int shear, int width, int type)
// int shear - значение яркости среза
// int width - ширина среза
// int type - тип среза
{
lut->interpolateType = IPL_LUT_INTER; // режим интерполяции
lut->num = 4; // количество ключевых значений
lut->key[0] = 0;
lut->key[1] = shear - width / 2;
lut->key[2] = shear + width / 2;
lut->key[3] = 255;
lut->factor[0] = type;
lut->factor[1] = 0;
lut->factor[2] = type;
lut->value[0] = 0;
lut->value[1] = 255;
lut->value[2] = 0;
}

Задача контрастирования связана с улучшением согласования динамического диапазона изображения и экрана, на котором выполняется визуализация. Если для цифрового представления каждого отсчета изображения отводится 1 байт (8 бит) запоминающего устройства, то входной или выходной сигналы могут принимать одно из 256 значений. Обычно в качестве рабочего используется диапазон 0...255; при этом значение 0 соответствует при визуализации уровню черного, а значение 255 – уровню белого. Предположим, что минимальная и максимальная яркости исходного изображения равны и соответственно. Если эти параметры или один из них существенно отличаются от граничных значений яркостного диапазона, то визуализированная картина выглядит как ненасыщенная, неудобная, утомляющая при наблюдении.

При линейном контрастировании используется линейное поэлементное преобразование вида:

параметры которого и определяются желаемыми значениями минимальной и максимальной выходной яркости. С учетом этого, представленное выражение может быть приведено к виду:

Функция линейного контрастирования представлена на рисунке:

Рис. 1. Функции препарирования типа линейное контрастирование

void LinearContrast(IplImage* img, IplLUT* lut)
{
// Построение гистограммы для нахождения минимумов и максимумов
iplComputeHisto(img, plut);
// Определение минимальной интенсивности
int mn = 0;
while(!lut->value[mn])
mn++;

// Определение максимальной интенсивности
int mx = 255;
while(!lut->value[mx])
mx--;

// Подготовка lookup-таблицы к линейному контрастированию
lut->interpolateType = IPL_LUT_INTER; // режим интерполяции
lut->num = 2; // количество ключевых значений
lut->key[0] = 0; // нижнее значение
lut->key[1] = 255; // верхнее значение
lut->factor[0] = 255 / (mx - mn); // наклон
lut->value[0] = -lut->factor[0] * mn; // величина сдвига
}