Семестр 4 · недели 9–10 конспект лекции

Контраст, ΔE и ФПМ

Два коротких pptx (ФПМ и Gamma) — про одно: контраст как измеримая величина, не «красиво». В плане ещё ФПМ — её в этих восьми слайдах почти нет; дописываем. Кадр как сигнал — оценка качества изображения (семестр 3). Практика метрик блока АФС — А06. Жёлтым — в тетрадь.

1. Контраст = информация

Контраст

Разница между тёмным и светлым (яркостный) и между цветами (цветовой). Низкий: гистограмма узкая, границы «слиплись», классификатор и коррелятор слепнут. Высокий: объекты отделяются. Для алгоритма это разрешающая способность по яркости/цвету, не «вау-фильтр Instagram».

2. Яркостный контраст

Инструмент — гистограмма и стандартное отклонение яркостей пикселей:

σ = √[ Σ (Pi − μ)² / N ]в Python: numpy.std(image)

Узкий столбик гистограммы → σ мало → данные, скорее всего, надо растягивать (осторожно: шум тоже растянется). Контраст Вебера для объекта на фоне:

k = (Bs − Bb) / BbBs предмет, Bb фон

Цветной снимок — три σ: σR, σG, σB. Это всё ещё не «насколько красный отличается от зелёного».

3. Цветовое отличие ΔE

Цветовое отличие ΔE

Расстояние между двумя цветами в CIE L*a*b* (L — светлота, a — зелёный–красный, b — синий–жёлтый). На слайде ориентир: ΔE < 5 — для алгоритма почти одно; ΔE > 10 — разные. Глаз замечает порядка единиц — не догма, разные формулы ΔE76 / ΔE00.

Где работает: классификация при похожей яркости; контроль паншарпенинга и атмосферки (среднее ΔE «до/после»); границы там, где ΔE между соседями скачет, а не только градиент L.

4. ФПМ, которой не хватило слайдов

ФПМ (функция передачи модуляции)

Как система (атмосфера + оптика + смаз + детектор) передаёт контраст в зависимости от пространственной частоты. На нулевой частоте ≈ 1, к мелким деталям падает. Частотно-контрастная характеристика изображения — родственник; по ней в А06 берут линейный элемент разрешения (порог ~5–10% контраста, не грубее 1,25 px по ГОСТ Р 59328).

Связка: σ говорит «снимок вялый в целом», ФПМ — «мелкое уже не отличить, даже если гистограмма широкая». Растянуть контраст в Photoshop ФПМ объектива не вылечит.

5. Вопросы

  1. Почему низкий контраст убивает не только «красоту», но и орто?
  2. Что меряет σ? Чем Вебер отличается?
  3. Зачем ΔE, если уже есть три канала?
  4. Где в цепочке ДЗЗ смотрят среднее ΔE «до/после»?
  5. Чем ФПМ отличается от «контраста гистограммы»?

Литература

Основная

Дополнительная