Operacije zasnovane na histogramu

Cilj ove vježbe je da se upoznate sa osnovnim operacijama zasnovanim na histogramu slike.

Uvod

Operacije zasnovane na histogramu predstavljaju važnu klasnu point-operacija. Osnovne operacije iz ove klase su promjena kontrasta i ekvalizacija histograma.

Posmatranjem histograma neke slike može se uočiti da vrijednosti svjetlina piksela ne pokrivaju cijeli raspoloživi dinamički opseg. Ovo se može ispraviti "razvlačenjem" histograma čime se mijenja i kontrast na slici.

Ukoliko je potrebno uporediti slike snimljene pod različitim uslovima osvjetljenja obično je pogodno najprije normalizovati histogram na neki "standardni" histogram. Najčešće se u tu svrhu koristi "ravan" histogram, tj. histogram čija je vrijednost konstantna za sve vrijednosti svjetline. Ovaj postupak naziva se ekvalizacija histograma.

Osim ovih operacija koje su zasnovane na histogramu cijele slike, postoje i operacije zasnovane na histogramu regiona. Te operacije su u osnovi lokalnih filtara koji djeluju na taj region. Primjeri ovakvih operacija su minimum, median i maximum filtriranje.

Zadatak

1. Matlab izračunava vrijednosti i prikazuje histogram slike pomoću funkcije imhist. Koliko nivoa intenziteta Matlab koristi za određivanje histograma ukoliko se ne specificira taj podatak?
2. Učitati sliku camera.bmp. Prikazati sliku i njen histogram. Kakva je pokrivenost dinamičkog opsega?
3. Podešavanje intenziteta piksela na slici u Matlabu se vrši pomoću funkcije imadjust. Kakvo je značenje i koji su opsezi parametara ove funkcije? Formirajte novu sliku tako što ćete opseg intenziteta [0.03, 0.75] linearno preslikati u opseg [0, 1]. Prikažite dobijenu sliku i njen histogram. Šta se desilo sa kontrastom na slici? Kako se ta promjena ogleda na histogramu?
4. Preslikajte sada opseg intenziteta [0, 1] na polaznoj slici linearno u opseg [0.3 0.8]. Prikažite dobijenu sliku i njen histogram. Uporedite rezultate sa prethodnim slučajem i polaznom slikom i prokomentarišite nastalu promjenu.
5. Proučite ponovo originalnu sliku i njen histogram. Kojem opsegu intenziteta pripadaju pikseli kaputa? Preslikajte linearno taj opseg u opseg [0.5, 1]. Prikažite dobijenu sliku. Šta se desilo sa slikom u cjelini? Šta se desilo sa opsegom intenziteta piksela kaputa? Šta je na taj način postignuto? Šta se desilo sa pozadinom? Zašto?
6. Preslikajte nelinearno cijeli opseg intenziteta sa vrijednostima parametra gamma 0.5 i 1.5. Prikažite dobijene slike. Šta se dešava sa slikom u ovim slučajevima? Objasnite nastale promjene?
7. Ekvalizacija histograma može se izvršiti pomoću funkcije histeq. Izvršiti ekvalizaciju histograma polazne slike. Prikazati rezultujuću sliku i njen histogram. Da li je dobijena slika vizuelno dopadljivija od polazne?

Napomena: U izvještaj uključite svoja zapažanja ostvarena tokom ove vježbe. Nemojte uključivati slike ili grafike ukoliko se to eksplicitno od vas ne zahtijeva. Obavezno odgovorite na sva postavljena pitanja.