Porównanie wybranych miar kontrastu obrazów achromatycznych

Transkrypt

1 KWS Porównanie wybranych miar ontrastu obrazów achromatycznych Artur Ba Streszczenie: W artyue poruszono zagadnienie oceny ontrastu achromatycznych obrazów cyfrowych. W pracy przedstawiono porównanie wyniów oceny ontrastu obrazów przy wyorzystaniu, zarówno znanych z iteratury ja i nowych, miar ontrastu. Zaproponowane nowe miary bazują na oanej reaizacji pewnych znanych z iteratury gobanych miar ontrastu. Badania przeprowadzono da iudziesięciu obrazów testowych. W pracy przedstawiono taże probemy związane z doborem miar ontrastu do oreśonego zastosowania. Słowa uczowe: wstępne przetwarzanie obrazów, gobany/oany ontrast obrazów, poprawa ontrastu obrazów, ocena ontrastu obrazów, miary ontrastu.. WPROWADZEIE W dziedzinie omputerowego przetwarzania i anaizy obrazów istotnym i wciąż nierozwiązanym probemem jest probem obietywnej oceny jaości obrazów zarówno w tracie ich awizycji ja również na poszczegónych etapach ich przetwarzania i anaizy. Wynii taiej oceny wyorzystywane są m.in. do oceny uzysiwanych efetów przetwarzania obrazów, a taże stanowią istotny eement automatycznych metod przetwarzania obrazów. Przyładami ocenianych parametrów obrazów są m.in.: jaość obrazu po usunięciu szumu (stosowanymi w tym przypadu miarami są np. szczytowy stosune sygnału do szumu, znormaizowany błąd średniowadratowy oraz średni błąd bezwzgędny), poprawność segmentacji obrazu (przyładami miar stosowanymi w tym przypadu są miary [9] i [3]) oraz percepcyjne cechy obrazu taie ja np. ontrast [, 4] ub barwność [6, 0]. Do typowych probemów spotyanych przy tworzeniu i stosowaniu obietywnych metod oceny obrazów naeży zaiczyć: (zwye występującą) stosunowo niewieą oreację wyniów obietywnej oceny z subietywnymi ocenami podawanymi przez obserwatorów, małą uniwersaność stosowanych miar oraz (często spotyaną) onieczność posiadania wiedzy o obrazie oryginanym. Występowanie tych probemów wynia m.in. z brau doładnej znajomości własności udziego wzrou i trudności w symuowaniu jego działania, wieości ceów jaie są stawiane przed systemami wizyjnymi oraz dużym udziałem informacji syntatycznej (często bardzo trudnej ub nawet, przy obecnym stanie wiedzy, niemożiwej do impementacji w postaci programu omputerowego) w prowadzonej przez człowiea ocenie obrazów. Wszystie te czynnii powodują, że zagadnienie obietywnej oceny obrazów nie jest zagadnieniem trywianym. Jedną z najważniejszych i najczęściej ocenianych cech obrazów jest ich ontrast [5, ]. W iteraturze przedmiotu pojęcie ontrastu obrazu jest różnie definiowane stosowane definicje uzaeżnione są m.in. od rodzaju obrazów, tórych ontrast ma być oreśany oraz od ceu w jaim prowadzona jest poprawa ontrastu. Różnie oreśane są również funcje stosowane do iościowej oceny ontrastu (miary ontrastu). W przypadu obrazów achromatycznych pojęcie ontrastu odnosi się do różnicy między wartościami poziomów szarości występującymi w obrazie. Jeżei pod uwagę brane są wartości poziomów szarości pisei całego obrazu i są one odnoszone do wyznaczonych da całego obrazu parametrów tego obrazu to oceniany jest gobany ontrast obrazu. Ocena gobanego ontrastu obrazu ma duże znaczenie przy ocenie poprawności awizycji obrazów, jednaże w przypadu zadań związanych z anaizą treści obrazu znaczenia nabiera tzw. oany ontrast obrazu. Ten rodzaj ontrastu odnosi się, w przypadu obrazów achromatycznych, do różnic między poziomami szarości pisei znajdujących się w swoim sąsiedztwie. Sposoby oreśenia sąsiedztwa pisei oraz sposoby uwzgędnienia różnic między poziomami szarości anaizowanych pisei są różne i zaeżą od przyjętej miary oanego ontrastu obrazów. Wysoi ontrast oany ma m.in. znaczenie tam gdzie istotne jest rozróżnienie szczegółów zawartych w obrazach ta jest np. w przypadu anaizy zdjęć rentgenowsich ub otniczych. Ocena ontrastu oanego obrazu znajduje również zastosowanie np. w systemach automatycznego ustawiania ostrości oraz tworzenia obrazów o rozszerzonym zaresie ostrości. Ta ja wcześniej wspomniano probem oceny ontrastu obrazów jest w ogónym przypadu nada probemem nie rozwiązanym. W pracy przedstawiono efety oceny ontrastu achromatycznych obrazów cyfrowych iunastoma, znanymi z iteratury ja również nowymi, miarami ontrastu. Porównywane w pracy miary ontrastu przedstawiono w rozdziae. Rozdział 3 zawiera opis i wynii przeprowadzonych badań. Ostatni, 4 rozdział stanowi podsumowanie pracy. W rozdziae tym zawarto również przyłady poazujące probemy związane z wyborem miary ontrastu w zaeżności od ceu w jaim prowadzona jest ocena ontrastu obrazów.. WYBRAE ETODY OCEY KOTRASTU OBRAZÓW Do oceny gobanego ontrastu obrazu często stosowana jest następująca miara

2 88 KWS 00 gdzie max min, () max i j, min i j, max i, j,,,, i, j ;, i j szarości pisea p i, j o współrzędnych min i,,, j,, i j jest poziomem i, j, a to rozdzieczość obrazu. Inną często stosowaną miarą gobanego ontrastu obrazu jest tzw. wsaźni ichesona max max min min. () iary () i () uwzgędniają zmienną czułość narządu wzrou człowiea na zmiany jasności w zaeżności od wyjściowego poziomu jasności (w tym przypadu jest średnia jasność obrazu) zachowując w tym sensie zgodność z prawem Webera-Fechnera. Z metroogicznego puntu widzenia główną wadą tych miar jest ich czułość na występowanie w obrazach pojedynczych pisei o srajnych wartościach poziomów szarości. Cecha ta, ja to poazano w [], może prowadzić do brau możiwości oceny ontrastu obrazów w wyniu niezgodnego z percepcją człowiea zrównania wartości ocen ontrastu obrazów, tórych subietywnie odbierany ontrast jest różny. Do oceny ontrastu stosowane są również miary wyorzystujące wariancję poziomów szarości obrazów. Przyładem taiej miary jest miara zaproponowana w pracy [7], tóra zdefiniowana jest następująco 4 w i j L,, (3) i j gdzie L jest masymaną wartością poziomów szarości pisei jaa może wystąpić w obrazie przy stosowaniu danego sposobu odowania (np. da odowania 8-bitowego L=55). odyfiacją miary (3) jest miara 4 w i, j ABS, (4) L i j w tórej wadrat różnicy zastąpiono jej wartością bezwzgędną co zwięsza wpływ małych różnic na wyni oceny ontrastu. W pracy [] zaproponowano wyorzystanie miar ontrastu bazujących na sumie różnic sąsiadujących ze sobą pisei. Podstawową miarą tego typu jest miara i, j i, j i j L i j i, j i, j i, j i, j i j i j i, j i, j. (5) iara ta bazuje na agregacji oanych różnic między sąsiadującymi piseami obrazu. W niniejszej pracy wyorzystano również zmodyfiowane wersje (5) w postaci miar:, w tórej współczynni normaizujący ma postać L, ABS wartością bezwzgędną i te modyfiacje łącznie., w tórej wadrat różnic zastąpiono ich ABS, w tórej zastosowano obie Koejną porównywaną w pracy miarą jest miara bazująca na ocenie energii obrazu [4] e,, i j i j i j L i, j i, j i. j astępną uwzgędnioną w pracy miarą jest miara H wyorzystująca ideę entropii informacji Shanona H [4, 8]; miara ta oreśona jest następująco p og p, (7) H i j gdzie p i, j i, j i. j Ostatnią grupą porównywanych w pracy miar ontrastu obrazów są cztery nowe miary bazujące na agregacji ocen ontrastu oanego obrazu występującego w pewnym otoczeniu i, j woół anaizowanego pisea p i, j. Trzy z nich bazują na miarach oreśonych wzorami () (3) i są to odpowiednio miary, i j (8), (9) gdzie i j 4 w i j L max r, s, p( r, s) i, j (6),, (0) i j p r, s i, j min r, s, p( r, s) i, j p r, s i, j r, s. Ostatnia z proponowanych miar bazuje na mierze i miara ta jest oreśona następującym wzorem L i j, () gdzie jest sumą wadratów różnic wartości sąsiadujących ze sobą pisei naeżących do otoczenia i, j. W przypadu wszystich anaizowanych w pracy miar ontrastu, oprócz miary H, więsza wartość oznacza epszy ontrast obrazu (da H jest odwrotnie). 3. PORÓWAIE WYIKÓW OCEY KOTRASTU Przedstawione w niniejszej pracy badania zostały przeprowadzone da zestawu 48 obrazów, tóre zostały uzysane poprzez zastosowanie 5 różnych metod poprawy na grupie 8 standardowych obrazów testowych (są one prezentowane na rysunu ). Do poprawy ontrastu obrazów zastosowano metodę: gobanego wyrównywania histogramu (GHE, [5, ]), oanej poprawy ontrastu z ograniczeniem (CLAHE, []) da dwóch różnych wartości parametru α ograniczającego zmianę ontrastu

3 KWS a) b) c) d) e) f) g) h) Rys.. Zestawienie oryginanych obrazów wyorzystanych do utworzenia obrazów testowych: a) AERIAL, b) GOLDHILL, c) BOAT, d) FIGHTER, e) LEA, f) PEPPERS, g) CLOCK, h) ADRILL oraz uogónionej ważonej metody poprawy ontrastu [] oanie reaizującej wyrównywanie histogramu (GWCEHE) bądź też rozciąganie histogramu (GWCE-HS), w tórym zastosowano odrzucanie pewnej części pisei o minimanych i masymanych wartościach, tóre mają niewiei wpływ na treść obrazu (iczba odrzucanych pisei oreśona jest przez parametr α). Wartości parametrów da wszystich zastosowanych metod poprawy ontrastu są taie same ja w przypadu badań przedstawionych w []. W przypadu miar wyorzystujących oane podejście do oceny ontrastu tzn. miar 6, 6, 6w, 6'c i, j przyjęto ono wadratowe o wymiarach 3 3. Da ziustrowania efetów działania zastosowanych metod poprawy ontrastu na rysunach i 3 przedstawiono powięszone fragmenty obrazów GOLDHILL jao otoczenie (rys. ) oraz FIGHTER (rys. 3). Uzysane wynii oceny ontrastu wszystich anaizowanych obrazów zawiera tabea. W ceu uniezaeżnienia uzysiwanych wyniów oceny ontrastu od stosowanego sposobu odowania poziomów szarości (iczby bitów na anał) w pracy przyjęto unormowany zares poziomów szarości obrazów i, j 0,. Dodatowo w tabei, w ceu ułatwienia porównywania wyniów, w nawiasach podano pozycję ażdego obrazu jaą przyjmuje on w ramach danego zestawu obrazów po ich uszeregowaniu według maejącego ontrastu ocenianego poszczegónymi miarami. Pod pojęciem zestawu obrazów w pracy rozumiany jest obraz oryginany wraz z obrazami uzysanymi w wyniu jego przeształcenia wcześniej podanymi metodami poprawy ontrastu. a) b) c) d) e) f) Rys.. Powięszony fragment obrazów będących w wyniiem przeształcenia obrazu GOLDHILL (a) metodą: b) GHE, c) CLAHE da α=, d) CLAHE da α=0,0, e) GWCE-HE, f) GWCE-HS da α=0,005 (objaśnienia srótów w teście)

4 90 KWS 00 a) b) c) d) e) f) Rys. 3. Powięszone fragmenty obrazów będących w wyniiem przeształcenia obrazu FIGHTER (a) metodą b) GHE, c) CLAHE da α=, d) CLAHE da α=0,0, e) GWCE-HE, f) GWCE-HS da α=0,005 (objaśnienia srótów w teście) 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0, 0, 0 w wabs?? '? ABS? ABS' e H???w?? ' Fighter Fighter HE Fighter CLAHE,?= Fighter CLAHE,?=0,0 Fighter GWCE-HE Fighter GWCE-HS,?=0,005 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0, 0, 0 w wabs?? '? ABS? ABS' e H???w?? ' GodHi GoodHi HE GodHi CLAHE,?= GodHi CLAHE,?=0,0 GoodHi GWCE-HE GoodHi GWCE-HS,?=0,005 Rys. 4. Wyresy unormowanych wartości miar ontrastu da zestawów obrazów powstałych w wyniu przeształcenia obrazu GOLDHILL (wyres górny) oraz FIGHTER (wyres dony) Da epszej iustracji na rysunu 4 przedstawiono wyresy wartości miar ontrastu otrzymanych da zestawów obrazów GOLDHILL I FIGHTER. Ze wzgędu na duże różnice wartości bezwzgędnych uzysanych da poszczegónych miar ontrastu na wyresach przedstawiono ich unormowane wartości. Czynniiem normaizującym jest najwięsza wartość ontrastu wyznaczona daną miarą da anaizowanego zestawu obrazów; w ten sposób da

5 KWS 00 9 Tabea. Porównanie wyniów poprawy ontrastu badanych obrazów; da ażdego zestawu obrazów i da ażdej miary wyróżniono obraz o najwięszym ontraście, w nawiasach podano pozycję obrazu w ramach danej grupy obrazów według maejących ocen ontrastu; numeracja metod: i obraz oryginany, ii GHE, iii CLAHE da α=, iv CLAHE da α=0,0, v GWCE z HE, vi GWCE z HS da α=0,005 (objaśnienia srótów w teście) etoda w w ABS iara ontrastu ABS ABS e H w i,346 (6) 0,90 (6) 0,096 (6) 0,458 (6) 0,030 (6) 0,043 (6) 0,98 (6) 0,80 (6) 0,0 (6) 5,406 (6) 0,56 (6) 0,6 (6) 0,0 (6) 0,037 (6) ii,00 (),000 () 0,344 (),06 () 0,7 (3) 0,33 (3) 0,40 (3) 0,804 (3) 0,045 (3) 5,33 () 0,903 (4) 0,38 (3) 0,035 (3) 0,60 (4) iii,970 (3),000 () 0,35 (3) 0,985 () 0,34 () 0,65 () 0,459 () 0,905 () 0,05 () 5,339 (3) 0,94 (3) 0,407 () 0,040 () 0,77 () iv,75 (5),000 () 0,59 (5) 0,87 (5) 0,096 (5) 0,68 (5) 0,384 (5) 0,67 (5) 0,037 (5) 5,368 (5) 0,66 (5) 0,307 (5) 0,08 (5) 0,9 (5) v,0 (),000 () 0,36 () 0,98 (3) 0,43 () 0,89 () 0,483 (4) 0,97 () 0,055 () 5,336 () 0,994 () 0,436 () 0,043 () 0,9 () vi,99 (4),000 () 0,95 (4) 0,90 (4) 0,08 (4) 0,08 (4) 0,389 () 0,746 (4) 0,04 (4) 5,34 (4) 0,94 () 0,380 (4) 0,03 (4) 0,74 (3) i,005 () 0,98 (6) 0,49 (6) 0,607 (6) 0,0 (6) 0,05 (6) 0,33 (6) 0,30 (6) 0,004 (6) 5,377 (6) 0,55 (6) 0,6 (6) 0,004 (6) 0,09 (6) ii,999 (3),000 () 0,345 (),08 () 0,037 (5) 0,075 (5) 0,34 (5) 0,467 (5) 0,04 (5) 5,33 () 0,574 (5) 0,59 (5) 0,03 (5) 0,058 (5) iii,97 (6),000 () 0,78 (4) 0,895 (3) 0,083 () 0,64 () 0,396 () 0,780 () 0,03 () 5,35 (4) 0,735 () 0,347 () 0,08 () 0, () iv,977 (5),000 () 0,56 (5) 0,860 (5) 0,057 (3) 0,3 (3) 0,30 (3) 0,63 (3) 0,0 (3) 5,358 (5) 0,595 (4) 0,85 (3) 0,09 (3) 0,078 (3) v,979 (4),000 () 0,83 () 0,906 () 0,095 () 0,89 () 0,43 () 0,853 () 0,038 () 5,349 (3) 0,88 () 0,38 () 0,03 () 0,30 () vi,4 (),000 () 0,8 (3) 0,880 (4) 0,04 (4) 0,089 (4) 0,63 (4) 0,556 (4) 0,06 (4) 5,344 () 0,596 (3) 0,78 (4) 0,04 (4) 0,065 (4) i,756 (6),000 () 0,68 (6) 0,675 (6) 0,04 (6) 0,05 (6) 0,8 (6) 0,39 (6) 0,005 (6) 5,379 (6) 0,0 (6) 0,08 (6) 0,004 (6) 0,0 (6) ii,00 (),000 () 0,344 (),07 () 0,050 (3) 0,00 (3) 0,4 (5) 0,48 (4) 0,09 (3) 5,33 () 0,495 (4) 0,3 (4) 0,06 (3) 0,058 (4) iii,937 (4),000 () 0,9 (4) 0,9 (4) 0,8 () 0,30 () 0,45 () 0,873 () 0,048 () 5,35 (4) 0,786 () 0,367 () 0,043 () 0,56 () iv,86 (5),000 () 0, (5) 0,780 (5) 0,04 (5) 0,079 (5) 0,55 (4) 0,475 (5) 0,06 (5) 5,369 (5) 0,435 (5) 0, (5) 0,03 (5) 0,054 (5) v,0 (),000 () 0,95 (3) 0,93 (3) 0,3 () 0,65 () 0,488 () 0,98 () 0,054 () 5,345 (3) 0,89 () 0,40 () 0,048 () 0,79 () vi,969 (3),000 () 0,354 (),046 () 0,049 (4) 0,096 (4) 0,6 (3) 0,56 (3) 0,08 (4) 5,37 () 0,586 (3) 0,7 (3) 0,05 (4) 0,07 (3) i,409 (5) 0,976 (5) 0,030 (6) 0,78 (6) 0,004 (6) 0,006 (6) 0,050 (6) 0,073 (6) 0,00 (6) 5,44 (6) 0,065 (6) 0,03 (6) 0,003 (6) 0,0 (6) ii,000 (),000 () 0,345 (),05 () 0,05 (4) 0,04 (3) 0,76 (4) 0,55 (3) 0,03 (4) 5,33 () 0,609 (3) 0,70 (3) 0,0 (4) 0,08 (3) iii,67 (3),000 () 0,96 () 0,99 () 0,46 () 0,399 () 0,655 (),065 () 0,3 () 5,367 (3) 0,879 () 0,43 () 0,099 () 0,6 () iv,393 (6) 0,969 (6) 0,035 (5) 0,00 (5) 0,007 (5) 0,00 (5) 0,08 (5) 0,7 (5) 0,003 (5) 5,43 (5) 0,00 (5) 0,049 (5) 0,004 (5) 0,04 (5) v,00 (),000 () 0,74 (3) 0,88 (3) 0,54 () 0,50 () 0,688 (),38 () 0,7 () 5,350 (),0 () 0,54 () 0,0 () 0,38 () vi,555 (4),000 () 0,50 (4) 0,606 (4) 0,054 (3) 0,085 (4) 0,83 (3) 0,44 (4) 0,04 (3) 5,394 (4) 0,45 (4) 0,99 (4) 0,0 (3) 0,069 (4) i,773 (6) 0,85 (6) 0,4 (6) 0,64 (6) 0,008 (6) 0,07 (6) 0,00 (6) 0,05 (6) 0,003 (6) 5,384 (6) 0,98 (6) 0,096 (6) 0,003 (6) 0,05 (6) ii,00 (3),000 () 0,343 (3),06 (3) 0,00 (5) 0,040 (5) 0,55 (5) 0,309 (5) 0,008 (5) 5,33 (5) 0,504 (5) 0,8 (5) 0,005 (5) 0,040 (5) iii,963 (4),000 () 0,84 () 0,904 () 0,054 () 0,07 () 0,307 () 0,60 () 0,03 () 5,350 () 0,634 () 0,96 () 0,08 () 0,08 () iv,94 (),000 () 0,7 (4) 0,799 (4) 0,07 (3) 0,053 (3) 0,09 (3) 0,407 (3) 0,0 (3) 5,366 (3) 0,47 (3) 0,03 (3) 0,008 (3) 0,043 (3) v,08 (5),000 () 0,73 () 0,876 (5) 0,065 (4) 0,3 (4) 0,345 (4) 0,697 (4) 0,07 (4) 5,349 (4) 0,79 (4) 0,334 (4) 0,0 (4) 0,098 (4) vi,996 (),000 () 0,34 (5),08 () 0,05 () 0,050 () 0,78 () 0,355 () 0,009 () 5,333 () 0,503 () 0,6 () 0,007 () 0,045 () i,98 (6),000 () 0,03 (6) 0,799 (6) 0,00 (6) 0,05 (6) 0,06 (6) 0,59 (6) 0,004 (6) 5,34 (6) 0,33 (6) 0,50 (6) 0,003 (6) 0,0 (6) ii,000 (),000 () 0,343 (),06 () 0,09 (5) 0,037 (5) 0,47 (5) 0,94 (5) 0,007 (5) 5,33 () 0,403 (5) 0,79 (5) 0,005 (5) 0,03 (5) iii,963 (4),000 () 0,87 (3) 0,95 (3) 0,054 () 0,06 () 0,300 () 0,589 () 0,05 () 5,350 (4) 0,59 () 0,8 () 0,09 () 0,080 () iv,6 (),000 () 0,6 (5) 0,884 (4) 0,05 (3) 0,053 (3) 0,03 (3) 0,43 (3) 0,00 (3) 5,346 (3) 0,466 (3) 0, (3) 0,008 (3) 0,04 (3) v,965 (3),000 () 0,75 (4) 0,88 (5) 0,069 () 0,35 () 0,348 () 0,684 () 0,03 () 5,35 (5) 0,689 () 0,3 () 0,05 () 0,03 () vi,96 (5),000 () 0,393 (),38 () 0,0 (4) 0,04 (4) 0,59 (4) 0,306 (4) 0,008 (4) 5,35 () 0,449 (4) 0,0 (4) 0,006 (4) 0,038 (4) i,539 (),000 () 0,099 (6) 0,50 (6) 0,00 (6) 0,007 (6) 0,047 (6) 0,5 (6) 0,00 (6) 5,348 (4) 0,39 (6) 0,068 (6) 0,000 (6) 0,006 (6) ii,000 (5),000 () 0,343 (),05 () 0,009 (5) 0,08 (5) 0,09 (5) 0,8 (5) 0,003 (5) 5,33 () 0,56 (5) 0,076 (5) 0,00 (5) 0,0 (5) iii,88 (6),000 () 0,39 (4) 0,799 (4) 0,07 () 0,05 () 0,99 () 0,375 () 0,00 () 5,365 (6) 0,39 () 0,85 () 0,006 () 0,037 () iv,68 () 0,99 (6) 0,3 (5) 0,785 (5) 0,00 (4) 0,04 (4) 0,5 (4) 0,78 (3) 0,004 (4) 5,34 (3) 0,5 (4) 0, (4) 0,00 (4) 0,06 (4) v,3 (4),000 () 0,4 (3) 0,830 (3) 0,033 () 0,070 () 0,3 () 0,488 () 0,0 () 5,353 (5) 0,495 () 0,30 () 0,007 () 0,047 () vi,48 (3),000 () 0,330 (),00 () 0,0 (3) 0,06 (3) 0,7 (3) 0,5 (4) 0,004 (3) 5,39 () 0,76 (3) 0,9 (3) 0,00 (3) 0,00 (3) i,78 (6),000 () 0,0 (6) 0,548 (6) 0,05 (6) 0,0 (6) 0,30 (6) 0,594 (6) 0,0 (6) 5,393 (6) 0,468 (6) 0,8 (6) 0,09 (6) 0,065 (6) ii,000 (),000 () 0,345 (),07 () 0,64 (4) 0,38 (4) 0,530 (5),060 (5) 0,066 (4) 5,33 (),046 (3) 0,447 (4) 0,060 (4) 0, (4) iii,969 (4),000 () 0,304 () 0,947 () 0,0 () 0,397 () 0,644 (),68 () 0,083 () 5,345 (3),090 () 0,500 () 0,073 () 0,5 () iv,94 (5),000 () 0,73 (5) 0,896 (5) 0,8 (3) 0,353 (3) 0,599 (3),63 (3) 0,074 (3) 5,355 (5) 0,977 (4) 0,453 (3) 0,066 (3) 0,3 (3) v,998 (),000 () 0,303 (3) 0,94 (3) 0,6 () 0,45 () 0,693 (),384 () 0,093 () 5,34 (),8 () 0,538 () 0,08 () 0,85 () vi,98 (3),000 () 0,9 (4) 0,934 (4) 0,55 (5) 0,307 (5) 0,539 (4),068 (4) 0,063 (5) 5,347 (4) 0,96 (5) 0,439 (5) 0,056 (5) 0,99 (5) obrazów, tóre według danej miary w obrębie danego zestawu obrazów mają najwięszy ontrast, unormowana wartość ontrastu jest równa. 4. PODSUOWAIE Anaizując przedstawione w poprzednim rozdziae wynii można zauważyć duże zróżnicowanie otrzymanych ocen ontrastu. Pomimo tego da ażdego zestawu obrazów można wyróżnić miary ontrastu dające identyczne, w sensie uszeregowania obrazów według ich ontrastu, wynii. iary tworzące taie grupy są w ogónym przypadu różne da różnych zestawów obrazów. Anaizując sład taich grup można jedna zauważyć, że trzy miary (, e, w ) najczęściej spośród wszystich anaizowanych miar występują w ramach taich grup. Co

6 9 KWS 00 więcej, ocena ontrastu tymi metodami (w sensie ich uszeregowania) jest identyczna w ramach poszczegónych zestawów obrazów (sytuacja taa w przypadu innych niż testowane zestawy obrazów może jedna nie wystąpić). Taie podejście do wyboru miar ontrastu nie jest jedna właściwe. erytorycznie uzasadnionym podejściem jest poszuiwanie taich miar ontrastu, tóre da danego zastosowania dają wynii zgodne z subietywną oceną ontrastu obrazów, tóra to ocena uwzgędnia wymagania związane z ceem jej prowadzenia. PRZYKŁAD. Ceem oceny ontrastu jest wybór obrazu o możiwie wysoim ontraście przy jednoczesnym zachowaniu jego naturanego wygądu (taie ryterium pojawia się w zadaniach automatycznej poprawy jaości zdjęć m.in. na potrzeby wyonywania odbite fotograficznych). W taim przypadu da zestawu GOLDHILL (rys. ) za obrazy o najepszym ontraście naeży uznać obrazy będące wyniiem stosowania GHE (rys. b) ub GWCE-HS (rys. f). Porównując wynii taiej subietywnej oceny z wyniami przedstawionymi w tabei zwraca uwagę fat, że więszość miar (9 na 3; miara ze wzgędu na bra jednoznaczności uzysiwanych przy jej pomocy wyniów w daszej części pracy nie jest brana pod uwagę) wsazuje jao obraz o najwięszym ontraście wyni stosowania GWCE-HE (rys. e). Da porównania wyni stosowania GHE jao najepszy wsazywany jest tyo przez 3 miary, a GWCE-HS jedynie przez miarę. PRZYKŁAD. Innym ryterium oceny ontrastu obrazów jest ocena obrazów pod ątem łatwości ich anaizy przez człowiea, co zwye wiąże się z wymaganiem łatwego rozróżnienia szczegółów zawartych w obrazach (taie wymaganie stawiane jest m.in. w przypadu anaizy zdjęć rentgenowsich ub zdjęć otniczych). Anaizując pod tym ątem zestaw obrazów otniczych FIGHTER (rys. 3) jao obraz o najepszym ontraście naeży uznać obraz będący wyniiem stosowania GWCE-HE (rys. 3e) oraz obraz uzysany przy zastosowaniu CLAHE da α= (rys. 3c). Porównując wynii taiej subietywnej oceny z oceną za pomocą metod obietywnych (tab. ) oazuje się, że obraz będący wyniiem stosowania GWCE-HE został wsazany przez więszość miar (0 z 3) jao najepszy, natomiast wyni stosowania CLAHE został przez więszość miar ( z 3) wsazany jao obraz o drugim w oejności ontraście w tym zestawie obrazów. Podsumowując naeży zwrócić uwagę na to, że poprzednio wybrane, uniwersane, miary ontrastu, tzn., e, w, dały wyni zgodny z oceną subietywną jedynie da przyładu., natomiast da przyładu. ocena ontrastu tymi miarami nie jest zgodna z oceną subietywną miary te są zatem nieprzydatne w tym zastosowaniu. Warto zaznaczyć, że da obu przedstawionych w przytoczonych przyładach, istotnie różnych, ceów poszuiwania obrazu o najwięszym ontraście udało się wśród anaizowanych w pracy miar ontrastu wybrać choć jedną miarę, tóra daje wyni zgodny z subietywną oceną ontrastu obrazów prowadzoną przez człowiea pod ątem danego zastosowania (nie oznacza to jedna niestety, że ta będzie da ażdego przypadu). Anaizując otrzymane w obu przyładach, znacząco różniące się, wynii w postaci wyboru miary ub miar ontrastu sprawdzających się w danym zastosowaniu widać, że decyzja o wyborze oreśonej miary ontrastu do danego zastosowania powinna być poprzedzona oceną przydatności danej miary w tym onretnym zastosowaniu. PODZIĘKOWAIA Praca finansowana ze środów na działaność statutową Instytutu Automatyi Poitechnii Śąsiej w rou 00. LITERATURA [] Ba A., Ważona oana metoda poprawy ontrastu obrazów cyfrowych, Przegąd teeomuniacyjny 6/008, CD. [] Ba A., Porównanie wybranych metod oceny ontrastu achromatycznych obrazów cyfrowych, Pomiary Automatya Kontroa, nr 7, ss , 009. [3] Borsotti,., Campadei, P., Schettini, R.: Quantitative Evauation of Coor Image Segmentation Resuts, Patt. Rec. Lett., vo.9, ss , 998. [4] Chen Guojin, Zhu iaofen, Guan Liming, Zhang Kesong, Xu Guohua, Shi Hui, Study on Contrast Evauation Function of COS Digita Camera, Proc. of IEEE/ASE Internationa Conference on Advanced Inteigent echatronics, onterey, Kaifornia, USA, 005, ss [5] Gonzaez R. G., Woods R. E., Digita image processing, Addison-Wesey Pubishing Co., 99. [6] Haser D., Süsstrun S., easuring coourfuness for natura images, Proc. IS&T/SPIE Eectronic Imaging 003: Human Vision and Eectronic Imaging VIII, vo. 5007, San Jose, Kaifornia, USA, 003, ss [7] Lehmann T., Oberschep W., Peian E., Repges R., Bidverarbeitung für die edizin, Grundagen, odee, ethoden, Anwendungen. Springer, Berin 997. [8] Li Xi, Liu Guosui, Jinin i, Autofocusing of ISAR images based on entropy minimization, IEEE Transactions on Aerospace and Eectronic Systems, vo. 35, no. 4, ss. 40 5, 999. [9] Liu, J., Yang, Y.-H., utiresoution Coor Image Segmentation, IEEE Trans. on PAI, vo. 6, nr 7, ss , 994. [0] Paus H., Ba A., Wpływ wybranych parametrów awizycji obrazu na jego barwność, Przegąd Eetrotechniczny, nr 4, ss , 008. [] Pratt W., Digita image processing, John Wiey & Sons, 00. [] Zuiderved K.: Contrast imited adaptive histogram equaization, Graphics gems IV, Academic Press Professiona, Inc., San Diego, USA, ss , 994. dr inż. Artur Ba Poitechnia Śąsa Wydział Automatyi, Eetronii i Informatyi, Instytut Automatyi u. Aademica Giwice te.: e-mai: artur.ba@pos.p