Выравнивание с использованием кривых

Равномерное выравнивание гистограммы

… или “как вытягивают фотографии”. Основные задачи:

● Улучшение восприятия изображения

● Подготовка к выводу на устройство

● Предварительная подготовка изображения перед распознаванием (или просто для просмотра деталей)

При тональной коррекции изменяется яркость, но не цвета. Преобразования проводятся в моделях Lab, YCbCr. Каждый пиксель обрабатывается независимо от других.

Гистограмма показывает для каждого значения яркости количество пикселей с такой яркостью. Тональный диапазон — диапазон значений интенсивности, которые реально присутствуют в изображении; разница между самой яркой и самой тёмной точкой. Яркость изображения — средняя яркость всех точек. Говорят, что изображение в тёмном (светлом) ключе, когда превалируют тени (света).

Контраст — соотношение между тенями и светами в изображении. Выделяют локальный и глобальный контраст.

Локальный контраст — контраст на участке изображения. Чем больше контраст, тем лучше рассматриваются детали и текстура, однако избыточная контрастность может приводить к нереалистичности.

Задачи тональной коррекции:

1 Должен использоваться весь динамический диапазон (растяжение тонального диапазона).

2 Гистограмма должна быть выровнена.

3 Должна быть сохранена естественность изображения (противоречие с п.1 и 2).

В выходном изображении должны присутствовать все возможные значения интенсивности, и каждое присутствующее значение должно встречаться примерно одинаковое число раз.

Каждому значению интенсивности входного изображения i соответствует количество пикселей H_i с такой интенсивностью. Этому i в выходном изображении будут соответствовать ΣH_i пикселей. Неведомая формула: (в коей M, судя по всему, — динамический диапазон). Перебираем a и b, пока сумма не переплюнет значение WH/M, и получим a₁ и b₁.

Кривые позволяют перераспределить тональный диапазон, но не позволяют его расширить. Если просто горизонтальная линия, то будет заливка цветом (для ч/б изображений) или равномерное распределение яркости (для цветных). Угол наклона кривой показывает контрастность изображения, а высота кривой — яркость. Разность между max и min значением кривой определяется тональным диапазоном.

На втором рисунке синяя загогулина: убиваем контрастность в светлых и темных областях, но добавляем в средних.

Постеризация— отсутствие плавных переходов после обработки.

Некоторые возможности кривых можно задавать тремя параметрами: А - точка чёрного В - точка белого С - точка полутонов	Этот способ задания называется Levels (уровни). Более сложный случай: А₁ — выход точки чёрного В₁ — выход точки белого