농담 변환

농담 이미지

많은 종류의 계조로 표현된 화상을 농담 화상이라고 부른다.
컬러 화상 그대로 처리하는 것은 시간이 걸리기 때문에, 초고속의 처리가 요구되는 제조 라인의 외관 자동 검사 등은, 농담 화상이 이용된다.
또, 스테레오 카메라나 Kinnect로부터 얻어지는 거리 화상은, 깊이가 농담으로 표현된 농담 화상.

히스토그램을 이용한 농담 변환

히스토그램
이미지에 대한 픽셀 값의 분포 정도를 그래프로 나타낸 것.

75 페이지의 히스토그램 드로잉 프로그램을 사용하여 다음 이미지의 히스토그램을 출력했습니다.


히스토그램(0(검정) → → 255(흰색))


전체 화소수를 N, 화소값을 i, 도수 분포(한 화소가 출현하는 수)를 hi로 하면, 이하의 관계식이 성립한다.

N = Σ[i=1..255]hi
0-255까지의 각 도수가 하나의 화상에 출현하는 수를 합하면, 그 화상의 전체 화소수가 된다.

히스토그램 균일화
픽셀 값의 빈도 분포는 이미지에 따라 다릅니다.
히스토그램 균일화(평탄화)를 행함으로써, 콘트라스트가 나쁘거나, 밝기가 치우쳐 있는 화상의 밸런스를 조정할 수 있다.
예를 들어 학습 데이터를 만들 때 다양한 이미지의 밝기를 조정할 수 있으므로 유용합니다.

※히스토그램 균일화는 그레이 스케일의 경우는 효과가 있지만, 컬러 화상의 경우는 색조가 바뀌어 버리기 때문에, 사용되는 것은 적은 것 같다.

톤 커브에 의한 농담 변환

톤 커브
전체 이미지의 밝기와 색상을 보정할 때 필요한 교정 곡선.
밝기나 색의 보정 전의 데이터값과 보정 후의 데이터값의 대응 관계를 나타낸 것으로 나타낸 것으로, 화소마다의 조정을 행함으로써, 화상 전체의 밝기나 색을 보정할 수 있다. 일반적으로 입출력 데이터의 대응 관계를 계조 변환 함수라고 부른다.

계조 변환 함수는 이하의 함수 f로 나타낸다.

f (입력 화소 값, 출력 화소 값)

입력 픽셀 값이 X (0-255까지) 일 때 출력 픽셀 값을 무엇으로 할지에 따라 함수 f의 내용이 바뀝니다.
f의 정의에 따라 다양한 변환 방식이 만들어진다.
(예: 감마 변환, 네거티브 포지션 변환, 솔라리제이션, 포스터리제이션, 의사 컬러 처리, 명도 조정, 콘트라스트 저감, 콘트라스트 강조)

연습 문제는 할애.