Глобальное изменение контраста.

 

Как правило, оптимизируют яркость и контраст одновременно с помощью одной функции. При оцифровке с разрешением 8 бит значения яркости и цветовых составляющих подразделяются на 256 градаций. При этом элемент изображения может иметь значение яркости 100 или 101, но не может. иметь значение 100,3. Иначе говоря, в таком изображении минимальное различие по яркости составляет одну единицу. Если установить128 градаций яркости, то минимальный скачок яркости равен 2. Поскольку различия яркости в изображении становятся более резкими, контраст изображения существенно повышается. Уменьшать яркость нельзя, поскольку минимальная единица яркости составляет 1 и не может быть уменьшена из-за цифрового представления изображения. При уменьшении контраста происходит выравнивание всех значений яркости (G_сред=127). Формула: G_вых = ((G_вх-G_сред) x Контраст)+G_сред позволяет подсчитать суммарную яркость. Рис 18

 

 

Контраст выражается положительной десятичной дробью, в типичных случаях в диапазоне от 0 до 2. Гистограмма распределения значений яркости дает объективное представление о распределении яркостей в изображении. По оси Х откладываются значения яркостей, а по оси У – количество элементов изображения, имеющих соответствующее значение яркости. На рисунке представлено изображение до внесения изменений. Гистограмма показывает, что за исключением небольших областей у концов шкалы в изображении содержатся все значения яркостей. Никакие области значений яркости не являются преобладающими. Это является признаком хорошо освещенного изображения с гармоничным распределением яркостей. Теперь увеличим контраст изображения. Диапазон яркостей от совершенно черного до совершенно белого разделяется на 172 градации, причем минимальное различие по яркости в изображении составляет в среднем 256/172 = 1,5. рис19.

 

 

Таким образом, значение контрастности эквивалентно минимальному скачку яркости в изображении. Все элементы изображения с яркостями ниже 42 стали черными, а с яркостями выше– 214 белыми. Детали, принадлежавшие этим диапазонам яркостей, полностью утеряны. Все остальные элементы изображения распределились по всему диапазону яркостей. Результат изменения контраста хорошо виден на гистограмме. После повышения контраста элементы изображения по-прежнему перекрывают весь диапазон яркостей. Конечно, при этом не все скачки яркости оказываются возможными. Для примера рассчитаем новые значения яркости для нескольких входных значений. Значения яркости ниже 42 получают теперь значения 0. Ближайшие возможные градации яркости составляют 1, 2 и 4. Градация яркости 3 вследствие повышения контраста более не встречается. При уменьшении контраста значения яркостей все больше приближаются к среднему значению (127) При значении контраста 0,5 минимальное значение яркости составляет 63, а максимальное 191 (уменьшение диапазона). При повышении контраста элементы ниже фиксированного порога становятся черными, а выше порога белыми. Элементы ниже порога — «тени», элементы выше порога — «свет», остальные называются средними тонами. Если производится глобальное изменение контраста, тени, света и средние тона формируются автоматически Они непосредственно зависят от выбранного значения контраста.

Изменение яркости и контраста с помощью функции «Тени/Средние тона/Свет». Рис20

Для селективного изменения контраста в редакторе «Picture Publisher 5.0» применяется команда Топе Ва1апсе (Балансировка тона), в программе PhotoShop – Levels (Коррекция значений тонов). Эта функция для большинства изображений дает наилучший результат при оптимизации контраста. В изображении все значения яркости ниже значения, «Теней» или равные ему станут черными. В областях с низкой яркостью значения подвергаются значительным статистическим колебаниям (шум). Из-за этого черное поле становится несколько сероватым. Указанные колебания устраняются установлением определенного значения для «теней». В то же время все значения яркости выше значения «света» или равные им становятся белыми, что также улучшает общий контраст (возрастает «сочность»). Остальные значения яркости, зависят от установленного значения «Средних тонов». Значения яркостей вычисляются по формуле: G_вых = ((G_вх-G_сред) x Контраст) + 127. Где Контраст = 255/(Свет – Тень). Если применять функцию Level, то элементы изображения имеющие среднее значение меньше 127 будут дополнительно осветлены, а если больше 127, то элементы будут дополнительно затемнены.

 

Изменение яркости и контраста с помощью градационной кривой.

С помощью градационной характеристики или другой функции соответствия можно отдельно изменять яркость и контраст по различным диапазонам градаций серого. При этом график обычно разделяют на участки. Смещая опорные точки , по которым программа строит график, можно изменять ход графика в областях различной яркости. Как правило, предусматривается возможность выбора построения графика в виде непрерывной или линейно-ломаной кривой. В некоторых случаях предусматривается табличный ввод входных. Если известны входные значения в различных диапазонах яркости, удобно составить таблицу значений или смоделировать градационную характеристику, которые далее можно будет применять для постобработки изображений. Если же речь идет об оптимизации всего изображения, то комбинация функций «Гамма», «Контраст» и Level позволяет не только ускорить выполнение задачи, но и добиться получения лучших и легко воспроизводимых результатов рис 21.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: