PODSTAWY PRZETWARZANIA OBRAZOW, IBM sem4, ppob
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->PODSTAWY PRZETWARZANIA OBRAZÓWNOTATKI - ODPOWEDZI NA PYTANIA24-05-2012 13:00- 14:001. Przestrzenie kolorów.System/przestrzeń kolorów określona poprzez trzy wymiary jako odniesienie do trzech rodzajówczopków.•RGB -Thomas Young (teoria Younga-Helmholtza) zaproponował definicję koloru jakomieszaninę trzech kolorów podstawowych (Red – czerwony, Green – zielony, Blue -niebieski):K = r*R+g*G+b*B;K – oznacza kolor uzyskiwany,r,g,b – oznaczają wagi kolorów podstawowych (tworzenie odcieni)R,G,B – oznaczają kolory podstawowe (konkretne długości fal).Jest to system addytywny, o różnych realizacjach (barw podstawowych).XYZ - (3współrzędne – 3 rodzaje czopków), jako referencyjny dla wszystkich innychsystemów kolorów rozróżnialnych dla „standardowego” obserwatora.System XYZ jest często wykorzystywany jako podstawa definicji innychsystemów lub jako referencja przy ocenie reprezentacji barw i cechuje sięnastępującymi właściwościami:umożliwia uzyskanie tylko nieujemnych wartości wag (tristimulus values),umożliwia reprezentację dowolnego koloru,jest tak obrany, że równe wartości X, Y, Z dają kolor biały,pojedynczy parametr Y określa luminancję,jest bezpośrednio związany z czułością oka ludzkiego poprzez zdefiniowane funkcjedopasowania koloru (dla średniego obserwatora).Model CIE XYZ i współrzędne trójchromatyczne Y, x, y:•Przykładowa transformacja wag pomiędzy przykładowym systemem RGB a XYZ:1•YUV (Y Cb Cr)- przestrzeń kolorów rozdzielającą luminancję od koloru:Transformacja bezstratna:Transformacja stratna:Model typu YUV (Y-luminancja, U i V – składowe chrominancji) ułatwiają proceskompresji JPEG/MPEG poprzez większą kompresję stratną składowych chrominancji, naktóre oko ludzkie jest mniej wrażliwe.Przykładowo kodowanie 4:2:2 oznacza, że na 4 piksele luminancji (w wierszu) przypadajądwa piksele chrominancji (np. 4Y 2U i 2V). W kodowaniu usuwanych jest połowa wartościpikseli chrominancji dla każdego komponentu! W kodowaniu 4:1:1 pozostaje tylko ¼ wartościchrominancji dla każdego komponentu.Przy dekodowaniu stosuje się różne techniki (powielanie, filtracja) w celu eliminacjiwidocznych błędów (najczęściej efektu "schodkowego").•HSI (HSB, HSB) -Przestrzeń Hue, Saturation, Intensity (lub Value, albo Brithness)wyprowadza kolor ze światła białego definiując jego barwę, nasycenie i intensywność. Barwa(0-360 stopni) to własność postrzegania, zgodnie z którą dany obszar podobny jest do koloruczerwonego, zielonego, źółtego, niebieskiego lub ich kombinacji. Jasność (0..1) to własnośćpostrzegania, zgodnie z która "widzimy" więcej lub mniej światła. Nasycenie (0..1) topostrzeganie kolorowości w odniesieniu do jasności. Zwykle odbierana jako ciepło barwy (imbarwa bardziej ciepła tym większe nasycenie).Różnica pomiędzy przestrzenią RGB i HSB jest taka, że ta ostatnia bardziej zbliżona jest dopercepcji kolorów przez człowieka. Problematyczne jest jednak odniesienie matematyczniezdefiniowanej różnicy koloru (w przestrzeni), a rzeczywiście postrzeganej różnicy kolorówprzez obserwatora.2•L*a*b -W celu wypracowaniu jak najbardziej zbliżonej różnicy kolorów w przestrzeni i wpostrzeganiu zdefiniowano przestrzeń L*a*b* (czy CIELab). L oznacza jasność jakonieliniową modyfikacją luminancji. Pozostałe dwie współrzędne opisują barwę.W przestrzeni L*a*b* (czy CIELab) najważniejsza jest możliwość jest zastosowania poprzezwyznaczanie różnicy w percepcji kolorów.•CMYK-Innym systemem kolorów jest system C (Cyan) M (Magenta) Y (Yellow) K(Black). System ten wykorzystywany jest w poligrafii. Teoretycznie wystarczyły by trzywymiary CMY, jednak ze względu na realizowalność techniczną (problem w uzyskaniu czerniz mieszaniny atramentów/farb) wprowadzono jeszcze kolor czarny (B).C=1-RM=1-GY=1–BK = 1 - max{R, G, B}C = (1 - R - K) / (1 - K)3M = (1 - G - K) / (1 - K)Y = (1 - B - K) / (1 - K)2. Operacje jedno i wielopunktowe.Wykonując elementarne operację na kolejnych, pojedynczych wartościach macierzy danychrealizujemyoperacje jednopunktowe.Do operacji jednopunktowych należy zaliczyć wszystkie te operacje, w których jako argumentwystępuje jeden punkt (piksel) obrazu. Do podstawowych operacji jednopunktowych należy zaliczyć:obcinanie zakresu: dolne, górne,progowanie,skalowanie,wzmocnienie.Obcinanie zakresu wartości:Progowanie (thresholding):umożliwia podział wartości na przedziały wartości ze względu naprzyjęte wartości progowe. Najbardziej elementarną operacją jest binaryzacja. rogowanie(thresholding) może być zastosowane do zmniejszenia liczby poziomów (dynamiki wartości) wmacierzy danych. Wartości progów mogą być wprowadzone przez operatora (wybrane np. napoziomie histogramu) lub uzyskane automatycznie na podstawie różnych algorytmów . Progowaniezaliczane jest do metod klasyfikacji pikseli.4SkalowanieSkalowanie zostało omówione wcześniej przy rozważaniach dotyczących wyboru okna. Skalowanieposiada jednak pewne własności, które stosuje się do przetworzenia obrazu, a nie tylko dodopasowania zakresu wartości. Własności te związane są ze zmianą wartości w stosunku do tablicykolorów (przestrzeni kolorów), w której kolory różnią się intensywnością wraz ze zmianą indeksutablicy.Rozpatrzmy najpierw przypadek skalowania liniowego, gdzie parametr a=1: y=x+b.Załóżmy, że korzystamy z tablicy kolorów z odcieniami szarości czarny (0) -> biały (255). Niechb=30, wówczas każda wartość macierzy danych będzie przeliczona według zależności:C[n][m]=C[n][m]+30;Czyli wartość minimalna będzie większa/równa 30, wartość maksymalna (po obcięciu) wyniesie 255.Tworząc obraz z tablicą kolorów z odcieniami szarości uzyskamy rozjaśnioną wersję obrazu.Zakładając, że współczynnik b będzie miał wartość ujemną uzyskamy przesunięcie wartości macierzydanych w kierunku 0, czyli (tablica odcieni szarości) w kierunku czarnego, co prowadzi dościemnienia obrazu.Analogicznie zakładają wartość b=0 i zmieniając a, możemy w sposób rozjaśniać (a>1) lub ściemniać(a<1) obraz. Operacja ta ma charakter wzmocnienia/osłabienia obrazu ze współczynnikiemwzmocnienia a.Operacje jednopunktoweto również wszystkie operacje z wykorzystaniem prostych lub złożonychfunkcji, które jako argument pobierają wartość kolejnego piksela obrazu:5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]