Realce de Imagens. Realce de Imagens

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1 T Objetivo: Melhorar a qualidade visual da imagem. g 1 g 2 Contraste entre dois objetos pode ser definido como a diferença entre os níveis de cinza médios dos objetos. Observando as imagens g 1 e g 2 é possível notar que g 2 discrimina melhor os níveis de cinza. Ou seja, tem maior contraste. 1

2 Realçar uma imagem consiste em manipular seu contraste aplicando uma transformação T no nível de cinza de cada pixe objetivando uma maior discriminação visual dos objetos que a compõem. g T g r A operação é realizada ponto a ponto. Exemplo de uma aplicação de uma operação de realce de contraste em uma imagem de satélite. g g r Histograma de uma imagem dá a distribuição estatística dos níveis de cinza, em termos do número de pixels em cada nível. 2

3 A cada histograma está associado o contraste da imagem, que pode ser verificado pelo espalhamento e a separação entre os níveis de cinza presentes na imagem Histograma - Componente Histograma - Componente Histograma de g 0.06 Histograma de g r Nível de cinza Nível de cinza O realce de contraste pode ser feito através de uma função matemática denominada transformação radiométrica (T). Esta função faz o mapeamento das variações dentro do intervalo original de tons de cinza, para um outro intervalo desejado. T : K K K Conjunto de valores de níveis de cinza {0,1,2,...,k-1} Alguns exemplos de funções que podem ser usadas para manipular o contraste de imagens são: Linear, Logarítmico, Equalização de histograma Raiz quadrada Quadrado 3

4 Realce Linear Aumenta o contraste de uma imagem, expandindo o intervalo original de níveis de cinza da imagem original. É representado por: g r ( = G g( + D g r ( é novo valor do nível de cinza no ponto de coordenadas l e p. g( é valor original de nível de cinza G é o ganho desejado (inclinação da reta, tangente do ângulo) associado diretamente com o contraste da imagem. D é um fator de incremento a todos os níveis de cinza da imagem associado diretamente com o brilho da imagem. Se o realce produzir níveis de cinza fora do intervalo definido para o mapeamento (o conjunto K), estes níveis serão saturados no nível mínimo ou no nível máximo permitidos. Realce Linear (Exemplos) G=1; D=32; média= 121,4073; variância = 2784,8 G=2; D=16; média= 177,2320; variância = 7525,7 G=1,4; D=0; média= 125,1761; variância = 4

5 Realce Linear (Exemplo de negativo da imagem) G=-1; D=0 Realce Logarítmico Mapeamento logarítmico de valores de níveis de cinza aumenta o contraste em feições escuras (valores de cinza baixos). Equivale a uma curva logarítmica. É expresso pela função: g t 255 ( = G log ( g( + 1); G = log = gt( é o novo valor de nível de cinza no ponto ( g( é o valor original de nível de cinza 105,9612 G fator definido a partir dos limites mínimo e máximo da tabela, para manter valores estejam entre 0 e o nível de cinza máximo. 10 5

6 Realce Logarítmico (Exemplo) Média = 89,4073 Variância = 2784,8 gl realçada Média = 191,9381 Variância = 2060,5 Realce por Equalização Histogrâmica Forma de manipulação de histograma para reduzir automaticamente o contraste em áreas muito claras ou muito escuras, numa imagem. Expande também os níveis de cinza ao longo de todo intervalo. Consiste em uma transformação não-linear que considera a distribuição cumulativa (histograma cumulativo) da imagem origina para gerar uma imagem resultante, cujo histograma será aproximadamente uniforme. Função da equalização histogrâmica: g ( h ( g( ) * 255 t = cumulativo h cumulativo (g() é a freqüência acumulada para o nível de cinza g( 6

7 Realce por Equalização Histogrâmica (Exemplo) Média = 89,4073 Variância = 2784,8 gl realçada Média = Variância = 4985,2 Realce Quadrático Este mapeamento aumenta o contraste de feições claras (altos níveis de cinza da imagem) e é representado pela função: g t 2 ( = G ( g( ) ; G = gt( é o novo valor de nível de cinza no ponto ( g( é o valor original de nível de cinza G fator de ajuste para os níveis de saída permanecerem entre 0 e 255 7

8 Realce Quadrático (Exemplo) Média = 89,4073 Variância = 2784,8 gl realçada Média = 61,5914 Variância = 2550,8 Realce por Raiz Quadrada O mapeamento de raiz quadrada aumenta o contraste das regiões escuras da imagem original e é representado pela função: g t 255 ( = G g( ; G = = 15, gt( é o novo valor de nível de cinza no ponto ( g( é o valor original de nível de cinza G fator definido a partir dos limites mínimo e máximo da tabela, para manter valores estejam entre 0 e o nível de cinza máximo. Este mapeamento difere do logarítmico porque realça um intervalo maior de níveis de cinza baixos (escuros). 8

9 Realce por Raiz Quadrada (Exemplo) Média = 89,4073 Variância = 2784,8 gl realçada Média = 140,9283 Variância = 2938,0 9