prin egalizarea histogramei

Σχετικά έγγραφα
Zgomotul se poate suprapune informaţiei utile în două moduri: g(x, y) = f(x, y) n(x, y) (6.2)

prin operaţii punctuale

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

Curs 14 Funcţii implicite. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"

5. FUNCŢII IMPLICITE. EXTREME CONDIŢIONATE.

OPERATII DE PRELUCRARE A IMAGINILOR C. VERTAN

V.7. Condiţii necesare de optimalitate cazul funcţiilor diferenţiabile

(a) se numeşte derivata parţială a funcţiei f în raport cu variabila x i în punctul a.

DISTANŢA DINTRE DOUĂ DREPTE NECOPLANARE

a n (ζ z 0 ) n. n=1 se numeste partea principala iar seria a n (z z 0 ) n se numeste partea

Sisteme diferenţiale liniare de ordinul 1

Procesarea Imaginilor

Metode de interpolare bazate pe diferenţe divizate

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

Curs 4 Serii de numere reale

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor X) functia f 1

Laborator 11. Mulţimi Julia. Temă

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor

5.5. REZOLVAREA CIRCUITELOR CU TRANZISTOARE BIPOLARE

MARCAREA REZISTOARELOR

8 Intervale de încredere

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

Integrala nedefinită (primitive)

Definiţia generală Cazul 1. Elipsa şi hiperbola Cercul Cazul 2. Parabola Reprezentari parametrice ale conicelor Tangente la conice

Subiecte Clasa a VIII-a

Segmentarea imaginilor

Seminariile Capitolul X. Integrale Curbilinii: Serii Laurent şi Teorema Reziduurilor

Capitolul 4. Integrale improprii Integrale cu limite de integrare infinite

Esalonul Redus pe Linii (ERL). Subspatii.

Conice. Lect. dr. Constantin-Cosmin Todea. U.T. Cluj-Napoca

SEMINAR 14. Funcţii de mai multe variabile (continuare) ( = 1 z(x,y) x = 0. x = f. x + f. y = f. = x. = 1 y. y = x ( y = = 0

riptografie şi Securitate

III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă.

Curs 1 Şiruri de numere reale

Fig Impedanţa condensatoarelor electrolitice SMD cu Al cu electrolit semiuscat în funcţie de frecvenţă [36].

Subiecte Clasa a VII-a

R R, f ( x) = x 7x+ 6. Determinați distanța dintre punctele de. B=, unde x și y sunt numere reale.

VARIABILE ŞI PROCESE ALEATOARE: Principii. Constantin VERTAN, Inge GAVĂT, Rodica STOIAN

Asupra unei inegalităţi date la barajul OBMJ 2006

5.4. MULTIPLEXOARE A 0 A 1 A 2

9 Testarea ipotezelor statistice

Seminar 5 Analiza stabilității sistemelor liniare

a. 11 % b. 12 % c. 13 % d. 14 %

Captura imaginilor. este necesară o sursă de lumină (λ: lungimea de undă a sursei)

Examen AG. Student:... Grupa: ianuarie 2016

1. PROPRIETĂȚILE FLUIDELOR

Teme de implementare in Matlab pentru Laboratorul de Metode Numerice

Modelarea şi Simularea Sistemelor de Calcul Distribuţii ( lab. 4)


Statisticǎ - curs 3. 1 Seria de distribuţie a statisticilor de eşantioane 2. 2 Teorema limitǎ centralǎ 5. 3 O aplicaţie a teoremei limitǎ centralǎ 7

Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 4. Măsurarea parametrilor mărimilor electrice

7 Distribuţia normală

Problema a II - a (10 puncte) Diferite circuite electrice

Laborator 1: INTRODUCERE ÎN ALGORITMI. Întocmit de: Claudia Pârloagă. Îndrumător: Asist. Drd. Gabriel Danciu

Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 3. Divizorul de tensiune. Divizorul de curent

RĂSPUNS Modulul de rezistenţă este o caracteristică geometrică a secţiunii transversale, scrisă faţă de una dintre axele de inerţie principale:,

Aplicaţii ale principiului I al termodinamicii la gazul ideal

Exemple de probleme rezolvate pentru cursurile DEEA Tranzistoare bipolare cu joncţiuni

Laborator 6. Integrarea ecuaţiilor diferenţiale

Examen AG. Student:... Grupa:... ianuarie 2011


Procesarea imaginilor folosind logica fuzzy

Criptosisteme cu cheie publică III

T R A I A N ( ) Trigonometrie. \ kπ; k. este periodică (perioada principală T * =π ), impară, nemărginită.

I3: PROBABILITǍŢI - notiţe de curs

TEMA 9: FUNCȚII DE MAI MULTE VARIABILE. Obiective:

2.1 Sfera. (EGS) ecuaţie care poartă denumirea de ecuaţia generală asferei. (EGS) reprezintă osferă cu centrul în punctul. 2 + p 2

z a + c 0 + c 1 (z a)

COLEGIUL NATIONAL CONSTANTIN CARABELLA TARGOVISTE. CONCURSUL JUDETEAN DE MATEMATICA CEZAR IVANESCU Editia a VI-a 26 februarie 2005.

Integrale cu parametru

Tehnici de imbunatatire si restaurare a imaginilor

2.2.1 Măsurători asupra semnalelor digitale

I3: PROBABILITǍŢI - notiţe de curs

6 n=1. cos 2n. 6 n=1. n=1. este CONV (fiind seria armonică pentru α = 6 > 1), rezultă

Profesor Blaga Mirela-Gabriela DREAPTA

Ecuaţia generală Probleme de tangenţă Sfera prin 4 puncte necoplanare. Elipsoidul Hiperboloizi Paraboloizi Conul Cilindrul. 1 Sfera.

Proiectarea filtrelor prin metoda pierderilor de inserţie

Modul de calcul al prețului polițelor RCA

Capitolul 4 PROPRIETĂŢI TOPOLOGICE ŞI DE NUMĂRARE ALE LUI R. 4.1 Proprietăţi topologice ale lui R Puncte de acumulare

Ovidiu Gabriel Avădănei, Florin Mihai Tufescu,

SEMINARUL 3. Cap. II Serii de numere reale. asociat seriei. (3n 5)(3n 2) + 1. (3n 2)(3n+1) (3n 2) (3n + 1) = a

FLUXURI MAXIME ÎN REŢELE DE TRANSPORT. x 4

SERII NUMERICE. Definiţia 3.1. Fie (a n ) n n0 (n 0 IN) un şir de numere reale şi (s n ) n n0

ESTIMAREA PARAMETRILOR STATISTICI. Călinici Tudor

V O. = v I v stabilizator

Concurs MATE-INFO UBB, 1 aprilie 2017 Proba scrisă la MATEMATICĂ

Sisteme de Recunoastere a Formelor Laborator 5 Histograma Orientarilor Gradientilor

Aplicaţii ale principiului I al termodinamicii în tehnică

EDITURA PARALELA 45 MATEMATICĂ DE EXCELENŢĂ. Clasa a X-a Ediţia a II-a, revizuită. pentru concursuri, olimpiade şi centre de excelenţă

Subiecte Clasa a VIII-a

8. ProprietăŃi statistice ale imaginilor de intensitate

III. Reprezentarea informaţiei în sistemele de calcul

LUCRAREA DE LABORATOR Nr. 9 DETERMINAREA EXPERIMENTALÃ A DISTIBUŢIEI DIMENSIUNILOR EFECTIVE ÎN INTERIORUL CÂMPULUI DE ÎMPRÃŞTIERE

Εμπορική αλληλογραφία Ηλεκτρονική Αλληλογραφία

Matematici speciale Seminar 10

Lectia VI Structura de spatiu an E 3. Dreapta si planul ca subspatii ane

Scoruri standard Curba normală (Gauss) M. Popa

Lucrul mecanic. Puterea mecanică.

* K. toate K. circuitului. portile. Considerând această sumă pentru toate rezistoarele 2. = sl I K I K. toate rez. Pentru o bobină: U * toate I K K 1

Transcript:

Lucrarea 4 Îmbunătăţirea imaginilor prin egalizarea histogramei BREVIAR TEORETIC Tehnicile de îmbunătăţire a imaginilor bazate pe calculul histogramei modifică histograma astfel încât aceasta să aibă o anumită formă dorită. 4.1 Histograma unei imagini Histograma unei imagini reprezintă frecvenţa relativă de apariţie a nivelelor de gri din imagine. Pentru o imagine f, de dimensiune M N pixeli, histograma se defineşte astfel: h(i) = 1 MN M 1 N 1 m=0 n=0 unde funcţia δ este definită în următorul mod: { 1, dacă x = y, δ(x, y) = 0, dacă x y. δ(i, f(m, n)), i = 0,.., L 1 (4.1) (4.2) Din punct de vedere statistic, putem considera valoarea fiecărui pixel al imaginii ca o realizare particulară a unei variabile aleatoare asociată nivelelor de gri, caz în care histograma reprezintă funcţia de densitate de probabilitate a acestei variabile aleatoare. Fiind o funcţie de densitate de probabilitate, histograma oricărei imagini verifică condiţia de normare: L 1 h(i) = 1 (4.3) i=0 Practic, calculul histogramei presupune parcurgerea pixel cu pixel a imaginii şi contorizarea numărului de nivele de gri întâlnite. 25

26 LUCRAREA 4. EGALIZAREA HISTOGRAMEI 4.2 Egalizarea histogramei Egalizarea histogramei reprezintă o operaţie de accentuare a contrastului şi are ca scop obţinerea unei histograme uniforme. Vom asocia unui pixel din imagine o variabilă aleatoare ξ. Astfel, valorile intensităţii luminoase ale pixelilor reprezintă realizări particulare ale variabilei aleatoare asociate. Vom considera că variabila aleatoare ξ are o densitate de probabilitate w ξ (x) şi o funcţie de repartiţie F ξ (x) = P {ξ x}. Vom defini în continuare variabila η, care are funcţia de repartiţie: F η (x) = x 0 p ξ (t)dt şi care va fi uniform distribuită în intervalul (0, 1). Pentru cazul discret, presupunem că nivelele x de gri ale pixelilor au valori între 0 şi L 1 (unde L este de regulă 256), având asociate probabilităţile de apariţie p ξ (x i ), unde x i = 0, 1,..., L 1. Aceste probabilităţi pot fi estimate pe baza calculului histogramei, considerând imaginea dată, ca fiind o realizare particulară a procesului aleator descris de variabila aleatoare ξ, astfel: p ξ (x i ) = h(x i) L 1 h(x i ) Noile nivele de gri, reprezentând valori discrete ale variabilei η din intervalul [0, L 1] se vor calcula cu formulele: h c (x) = i=0 x p ξ (x i ) x i =0 [ ] hc [nivel vechi ] h cmin nivel nou = int (L 1) + 0.5 1 h cmin unde h c reprezintă histograma cumulativă a imaginii, iar h cmin este valoarea minimă a histogramei cumulative. 4.2.1 Algoritmul de egalizare a histogramei Algoritmul de egalizare de histogramă, folosit în practică, poate fi descris în limbaj pseudocod astfel: Pasul 1. Se calculează histograma imaginii: pentru i = 1,..,L h[i] = 0 pentru i = 1,..,M pentru j = 1,..,N

4.3. OBSERVAŢII 27 nivel = imagine[i,j] h[nivel] = h[nivel] + 1 unde L este numărul de nivele de gri (256), h este histograma imaginii, iar M şi N sunt dimensiunile imaginii. Pasul 2. Se calculează histograma cumulativă a imaginii: hc[1] = h[1] pentru i = 2,..,L hc[i] = hc[i-1] + h[i] Pasul 3. Se calculează noile nivele de gri din imagine, sub forma unei transformări y = T (x) dată de formula: y = T (x) = [ ] hc[x] hc[1] (L 1) + 0.5 NM hc[1] astfel: pentru i = 1,..,M pentru j = 1,..,N nivel vechi = imagine[i,j] nivel nou = T(nivel vechi) imagine[i,j] = nivel nou 4.3 Observaţii Deşi la prima vedere egalizarea de histogramă ar părea că este o operaţie punctuală, din cauza formulei de calcul a noilor valori de gri, ea este totuşi o operaţie integrală, datorită faptului că pentru fiecare pixel din imagine noua valoare se calculează pe baza calculului histogramei şi, deci, pe baza valorilor tuturor pixelilor din imagine. În Figura 4.1 puteţi observa cum imaginea a fost îmbunătăţită prin egalizarea histogramei. În Figura 4.2 puteţi observa cum s-a modificat forma histogramei imaginii originale, după egalizare.

28 LUCRAREA 4. EGALIZAREA HISTOGRAMEI (a) (b) Figura 4.1: Egalizarea histogramei: (a) imaginea originală şi (b) imaginea rezultată. (a) (b) Figura 4.2: Histograma (a) originală şi (b) după egalizare.

4.3. OBSERVAŢII 29 DESFĂŞURAREA LUCRĂRII O posibilă implementare a algoritmului de egalizare a histogramei este prezentat în continuare: void ImageViewer :: egalizeaza_histograma( void ) { int i, j; int width, height; int h[ 256 ]; for( i = 0; i < 256; i++ ) h[ i ] = 0; width = image.width(); height = image.height(); //calcularea histogramei imaginii for( i = 0; i < width; i++ ) for( j = 0; j < height; j++ ) { QRgb pixel; pixel = image.pixel( i, j ); } int nivel_gri = qred( pixel ); h[ nivel_gri ]++ ; //calcularea histogramei cumulative double hc[ 256 ]; hc[ 0 ] = h[ 0 ]; for( i = 1; i < 256; i++ ) hc[ i ] = hc[ i - 1 ] + h[ i ]; QImage imag_eq( width, height, 32, 0, QImage::IgnoreEndian ); //egalizarea histogramei for( i = 0; i < width; i++ ) for( j = 0; j < height; j++ ) { QRgb pixel = image.pixel( i, j ); int nivel = qred( pixel );

30 LUCRAREA 4. EGALIZAREA HISTOGRAMEI int nivel_nou = (int)( ( hc[nivel] - hc[0] ) * 255 / ( width*height - hc[0] ) ); } imag_eq.setpixel( i, j, qrgb( nivel_nou, nivel_nou, nivel_nou ) ); } image = imag_eq; pm = image; update(); Problema 1. Observaţi forma histogramei pentru câteva imagini în tonuri de gri. Problema 2. Observaţi efectele egalizării de histogramă pentru diferite imagini, inclusiv pentru o imagine subexpusă şi pentru una supraexpusă. Problema 3. Modificaţi funcţia histograma imaginii astfel încât aceasta să calculeze histograma cumulativă a imaginii. Observaţi forma unei histograme cumulative. Problema 4. Justificaţi faptul că histograma cumulativă a unei imagini poate fi considerată estimatul unei funcţii de repartiţie.