Tasvirlar sifatiniyaxshilashning chiziqlikontrast usuli

Аннотация

Zamonaviy axbrot texnologiyalar sohasida tasvirlar bilan ishlash qurilmalari va dasturlari hozirda juda ham ko‘pdir. Biz ushbu maqolada tasvirlar sifatini yaxshilashning chiziqli kontrast usuli o‘rganib uni python dasturida amalda bajarib natijasini havola qilganmiz. Kalit so‘zlar: kontrast, piksel, ikkilik tasvir, ranglar palitrasi. Raqamli tasvirlarni raqamli qurilmalar orqali olganimzda har doim ham sifatli tasvir olmasligimiz mumkin. Bunda tasvirlar koʻpincha past kontrastga ega boʻlishi mumkin. Zaif kontrast yorqinlikning keng doirasi bilan bog'liq boʻlib, koʻpincha yorqinlik darajasini uzatish xususiyatlarining chiziqli boʻlmaganligi bilan ajralib turadi. Piksel palitrasi yorqinligining minimal qiymatdan maksimal qiymatgacha oʻzgarishi tasvir sifatiga ta'sir qiladi. Tasvirning botiq xarakteristikasi bilan tasvir qorong‘uroq boʻladi, qavariq xarakteristikasi bilan u yorug‘roq boʻladi. Ikkala holatda ham ob'ektlarning xususiyatlari buzilgan boʻlishi va yaxshi aniqlanmagan bo‘lishi mumkin. Palitraning yorqinligini tuzatish (chiziqlashtirish) tasvir sifatini sezilarli darajada yaxshilaydi. Past kontrast tasvirdagi piksellarning yorqinlik funktsiyasidagi oʻzgarishlar orqali yorqinlik shkalasining ruxsat etilgan diapazonidan ancha past boʻlishi mumkin[1]. Bunday holda, tasvir kontrasti yorqinlikning haqiqiy dinamik diapazonini chiziqli elementga oʻzgartirish yordamida toʻliq masshtabga "choʻzish" orqali oshiriladi. Palitra yorqinligini toʻg'rilashning yana bir usuli bu kirish tasvirini teskari aylantirish. Qorong'i fonda zaif signallarni ajratish juda qiyin bo'lganligi sababli, bunday tasvirlarni aks ettirishning teskari shakli boshqa yorqinlik gistogrammasiga ega bo‘ladi. Tasvirni qayta ishlashda kulrang rang tasvirni (yorqinligi yuqori bo‘lgan) ikkilik tasvirga (ikki gradatsiya) aylantirishni oʻz ichiga oladi. Bunday qayta ishlash tasvirdagi ortiqcha axborotni kamaytirish va faqat ma'lum bir muammoni hal qilish uchun zarur boʻlgan ma'lumotlarni qoldirish uchun amalga oshiriladi. Binar tasvirda ma'lum tafsilotlar saqlanishi kerak (masalan, tasvirlangan ob'ektlarning chegaralari) va ahamiyatsiz xususiyatlar (fon) chiqarib tashlanishi kerak. Kulrang tasvirni chegaraviy ishlov berish tasvirning barcha elementlarini chegara bilan yorqinlik asosida ikki sinfga boʻladi. Bular tasvir piksellarini sinflarning belgilangan yorqinligini almashtirish bilan tegishli chegara filtrlashni amalga oshirishdan iborat[2]. Chegarani tanlash asl tasvirning yorqinligi gistogrammasining turiga qarab belgilanadi. Bimodal taqsimotga ega boʻlgan chizmalar, mashinkada yozilgan matn va boshqalar kabi eng oddiy tasvirlar uchun chegara taqsimlash rejimlari orasidagi minimal darajaga oʻrnatiladi. Umumiy holda, tasvir multimodal boʻlishi mumkin va agar ob'ektlar va ularning yorqinligining mos rejimlari oʻrtasida yetarlicha ishonchli muvofiqlik oʻrnatilgan boʻlsa, chegara filtrlash piksel 215 yorqinligining bir necha sinflarini ham ta'minlashi mumkin. Kompyuterdagi tasvirning yorqinligi diapazoni asl tasvirning yorqinlik diapazonidan farq qilishi mumkin, masalan, kam ta'sir qilish tufayli. Yorqinlikni tug‘irlashning ikkita mumkin boʻlgan usuli mavjud. Birinchi usul, kirishdagi tasvirning yorqinligi oralig‘ida chiziqli ravishda koʻrsatiladi. Ikkinchi usul qayta ishlangan tasvirdagi piksellarning yorqinligini maksimal va minimal chegara darajalariga cheklashni oʻz ichiga oladi[3]. Tasvirning chiziqli kontrasti Tasvirni konstratlashtirish tasvirning dinamik diapazoni va vizuallashtirishni amalga oshiriladigan ekranning mosligini yaxshilash bilan bog'liq. Agar tasvirni raqamli koʻrsatish uchun 1 bayt (8 bit) fizik xotiradan joy ajratiladigan boʻlsa, u holda kirish yoki chiqish signallari 256 ta qiymatning birini qabul qilishi mumkin. Odatda 0...255 qiymatlar oralig‘i 256 qiymat uchun ishlatiladi; 0 qiymati qora rangni, 255 qiymati esa oq rangni ko‘rsatadi. Misol qilib oladigan bo‘lsak berilgan tasvirning minimal va maksimal yorqinligi mos ravishda x va x . min max Agar ushbu parametrlardan biri yorqinlik diapazonining chegaraviy qiymatlaridan sezilarli darajada farq qiladigan bo‘lsa, unda berilgan tasvir toʻyinmagan, noqulay va xiralashgan koʻrinishga oʻxshaydi. Bunday muvaffaqiyatsiz ko‘rinishdagi tasvirning ko‘rinishi 1.a) rasmda keltirilgan, bu erda yorqinlik diapazoni x =180, x =240 chegaralariga ega. min max Chiziqli konstrastlashtirish uchun shaklni chiziqli elementga oʻzgartirishdan foydalaniladi:[4] y=a*x+b, (1) a va b parametrlar tasvirning chiqish yorqinligining istalgan qiymatlarining minimal y va min maksimal y bilan belgilanadi. max Tenglamalar tizimini yechish orqali a va b o'zgartirish parametrlariga nisbatan (1) ni quyidagi shaklga keltiramiz: [5]. a b 1-rasm Chiziqli kontrastga misol 1.a va 1.b rasmlarda berilgan tasvirning dastlabki va chiziqli kontrast ishlov berilgan holatlari tasvirlangan. Chiziqli kontrast ishlov berilganda y =0 va y =255 da koʻrsatilgan. min max Ikki tasvirni solishtirganimizda qayta ishlangan tasvirning