VI.1. UTILIZAREA PALETEI

Folosind paleta de culori, se pot produce reprezentari vizuale diferite ale unei imagini fara alterarea valorilor pixelului. Paletele pot fi folosite pentru generarea unor efecte cum ar fi negativarea sau colorarea artificiala. In ultimul caz, paletele sunt folositoare pentru detalierea constituentelor particulare ale unei imagini în care numarul de culori este limitat.

Studiul imaginilor folosind palete diferite este important în evidentierea regiunilor cu intensitate speciala, identificarea variatiilor lente sau abrupte de intensitate precum si a detaliilor care altfel ar fi pierdute în imaginea cu nuante de gri.

In cazul rezolutiei pe 8 biti, sa atribuim valoarea 0 pentru negru si 255 pentru alb. Negativul se obtine atribuind 255 pentru negru si 0 pentru alb. Gradatia culorilor se poate face folosind gradatii liniare sau neliniare de exemplu pornind de la rosu spre albastru. Alte palete pot reflecta gradatii de gri liniare sau neliniare, de exemplu de la rosu la albastru, de la maroniu la maroniu închis, etc.

Valoarea nivelului de gri al unui pixel poate fi privita ca o adresa, care se gaseste în trei tabele, corespunzatoare culorilor de baza (rosu/verde/albastru). Acest set de trei tabele de conversie defineste paleta în care diferite proportii de rosu/verde/albastru sunt amestecate pentru a produce o culoare în intervalul [0,255].

Paleta în nuante de gri are o gradatie uniforma a nivelelor de gri pentru fiecare culoare de baza. Ponderea culorilor de baza (rosu/verde/albastru) este egala.

In functie de aplicatie, se pot defini mai multe palete. Fiecare program de aplicatie are un set predefinit de palete, care pot fi modificate în functie de necesitati.

Fig. 6.2. Histograma unei imagini.

Histograma unei imagini, Fig. 6.2, indica distributia cantitativa a pixelilor pentru fiecare nivel de gri. Ea da o descriere generala a aspectului imaginii si ajuta în identificarea diferitelor componente cum ar fi fondul, obiectele si zgomotul. Histograma imaginii este o functie H definita pe o scala a nivelelor de gri [0,k,255] astfel încât numarul de pixeli egali cu nivelul de gri k sa fie:

H(k)=n_k (6.1)

unde n_keste numarul de pixeli din imagine cu nivelul de gri k iar n_k =n este numarul total de pixeli ai unei imagini.

Pentru o histograma sunt disponibile doua reprezentari: liniara si cumulativa, corespunzand respectiv distributiei nivelelor de gri si functiei de repartitie a nivelelor de gri. In ambele cazuri, pe abscisa sunt reprezentate nivelele de gri între 0 si 255.

Pentru o histograma liniara, densitatea este:

H_linear(k)=n_k (6.2)

unde H_linear(k) este numarul de pixeli cu valoarea k. Densitatea de probabilitate este:

P_linear(k)=n_k/n (6.3)

unde P_linear(k) este probabilitatea ca un pixel sa aiba valoarea k.

Histograma cumulativa este data de:

unde H_cumul(k) este numarul de pixeli cu valoarea mai mica sau egala cu k. Densitatea de probabilitate este data de:

unde P_cumul(k) este probabilitatea ca valoarea unui pixel sa fie mai mica sau egala cu k.

Intervalele de nivele de gri cu o densitate semnificativa releva prezenta în imagine a unor componente semnificative cu domeniile de nivel de gri aferente. In exemplul anterior, histograma arata prezenta a trei componente majore.

Histogramele în culori corespund unei imagini în culori si se exprima ca histogramele celor trei componente primare, în oricare dintre formatele RGB, HSL sau HSV.

Scala verticala a histogramei poate fi liniara sau logaritmica. In cazul scalei logaritmice, sunt scoase în evidenta valorile minore ale nivelurilor de gri în dauna nivelurilor mari.

Transformarile asupra tabelei nuantelor de gri (engl. LUT="Look Up Table") sunt functii de baza în prelucrarea imaginilor, folosite pentru îmbunatatirea contrastului si luminozitatii unei imagini prin modificarea dinamicii intensitatii regiunilor cu contrast insuficient. Transformarile LUT pot evidentia detalii în ariile ce contin o informatie semnificativa în dauna altor zone. Aceste functii include: egalizarea histogramei, inversarea histogramei, corectiile gama, inversarea corectiilor gama, corectiile logaritmice si corectiile exponentiale. O transformare a paletei (LUT) transforma nuantele de gri din imaginea sursa în valori diferite pentru imaginea transformata:

Valoarea transformata=F(valoarea sursa) (6.6)

unde functia F poate fi liniara sau neliniara, continua sau discontinua sau definita pe un interval arbitrar. Pentru o rezolutie pe 8 biti, LUT are 256 valori.

Fig. 6.3. Egalizarea histogramei din fig. 6.2.

Functia de egalizare, Fig. 6.3, altereaza nivelurile de gri astfel încât valorile pixelilor sa fie distribuite uniform în intervalul de definitie ([0,255] pentru reprezentarea pe 8 biti). Functia asociaza un numar egal de pixeli pe intervale constante de nivel de gri si foloseste la maximum nuantele disponibile. Aceasta transformare este folosita pentru a îmbunatati contrastul imaginilor în care intervalele pentru nivelurile de gri nu sunt folosite. Dupa egalizare, histograma cumulativa a unei imagini are întotdeuna un profil liniar.

Inversarea consta în oglindirea histogramei în jurul nivelului de gri 128.

Corectiile invers-gama si logaritmice sunt folosite pentru imagini alb-negru acestea extind domeniul nuantelor de gri cu numar de ordine mic (nuante deschise) si îl comprima pe cel al nuantelor închise.

Corectiiile gama, putere si exponentiala extind domeniul nuantelor închise si îl restrâng pe cel al nuantelor deschise. Cu cât eponentul folosit în corectiile gama si putere este mai mare, cu atât corectia este mai puternica. Corectia exponentiala are un efect mai accentuat decât cea de tip putere.

Obs.:Corectia gama, se refera la caracterizarea curbei senzitometrice a unui film fotografic, tipic exponentiala în domeniul vizibil.