Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике 10.3. ГОМОМОРФНАЯ ОБРАБОТКА ИЗОБРАЖЕНИЙОдним из примеров успешного применения гомоморфной обработки сигналов является обработка с целью улучшения изображения. Это применение основано на модели изображения в виде произведения двух компонент. С помощью гомоморфной фильтрации эти компоненты можно независимо изменить так, чтобы одновременно повысить контрастность и сжать динамический диапазон. 10.3.1. МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙИзображения образуются при отражении света, т. е. изображение формируется тогда, когда происходит отражение от некоторого физического объекта световой энергии, созданной источником света. Таким образом, формирование изображения можно промоделировать как мультипликативный процесс, при котором яркость изображения является произведением функции освещенности и функции отражающей способности. Если обозначить функцию освещенности и функцию отражающей способности через
Так как компонента освещенности физически соответствует энергии света, то
Компонента, соответствующая отражающей способности, также всегда положительна и в соответствии с физическими соображениями не превышает единицу, т. е.
В общем, изображение можно представить в виде произведения двух положительных компонент. Таким образом, по-видимому, структура изображений идеально подходит для обработки мультипликативными гомоморфными системами. 10.3.2. ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА ИЗОБРАЖЕНИЙИзображения представляются в дискретном виде с помощью двумерной последовательности
где Дискретное устройство гомоморфной обработки изображений имеет канонический вид, показанный на рис. 10.5. Так как
Стокхэм
Рис. 10.5. Канонический вид устройства гомоморфной обработки изображений Аналогично
где
Так как Хотя продемонстрировано, что мультипликативные гомоморфные системы хорошо согласованы со структурой изображений, остается пока не решенным вопрос реализации линейной системы, изображенной на рис. 10.5. Этот выбор конечно зависит от свойств компонент плотности характеризуются пиком в низкочастотной области и плоской частью в высокочастотной, что неявно подтверждает справедливость вышеприведенных допущений. При этом будет явным упрощением связывать пик на низких частотах только с освещенностью, а высокие частоты только с отражающей способностью. Хотя освещенность меняется медленно, но в пределах сцены она может изменяться в большой степени, вследствие чего изображение имеет большой динамический диапазон. Это приводит к значительным трудностям при передаче изображений по каналу связи или при записи их на фотопленке. Таким образом, важная проблема обработки изображений — сжатие динамического диапазона — переключает наше внимание на обработку компоненты освещенности. Другой важной проблемой при обработке изображений является увеличение контрастности по краям изображений объектов. Так как эти края характеризуются в основном резкими изменениями компоненты отражающей способности, то нас в этом случае будет интересовать обработка именно этой компоненты с целью изменения контрастности изображения. Чтобы сжать динамический диапазон и усилить контрастность
Динамический диапазон изображения можно сжать путем уменьшения изменений в компоненте освещенности. Отсюда ясно, что нужно выбрать Процесс (10.23), соответствующий простому усилению, можно получить фотографическим способом, однако такой выбор линейной системы не всегда удовлетворителен, так как при
Рис. 10.6. Сечение частотной характеристики, используемой в линейной части устройства гомоморфной обработки изображений для сжатия динамического диапазона и увеличения контрастности Если вспомнить, что освещенность является низкочастотным сигналом, а отражающая способность высокочастотным, то становится ясным, что лучший результат получится, если использовать линейный инвариантный к сдвигу фильтр с разным усилением на высоких и низких частотах. Например, на рис. 10.6 показано радиальное сечение частотной характеристики, симметричной относительно вертикальной оси с центром в начале координат. Такая система позволяет, по крайней мере приближенно, одновременно усилить контрастность и уменьшить динамический диапазон, т. е.
Таким образом, для одновременного сжатия динамического диапазона и усиления контрастности нужно выбрать Примеры улучшения изображений можно найти в [3].
|
1 |
Оглавление
|