Научная статья на тему 'Алгоритмы коррекции освещенности изображений Single-Scale Retinex и multi-scale Retinex'

Алгоритмы коррекции освещенности изображений Single-Scale Retinex и multi-scale Retinex Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
1016
208
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АЛГОРИТМ КОРРЕКЦИИ ОСВЕЩЕННОСТИ / RETINEX / SINGLE-SCALE RETINEX. MULTI-SCALE RETINEX / SSR / MSR / ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЦВЕТА ПОСЛЕ MSR

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Воейкова Анастасия Владимировна, Сахарова Мария Александровна

Теория ретинекса направлена на то, чтобы объяснить восприятие цвета человеческим зрением. Благодаря данной теории появились эффективные алгоритмы, которые предназначены для усиления локального контраста изображения. Среди этих производных алгоритмов Multi-Scale Retinex является наиболее эффективным. В статье рассматриваются алгоритмы Single-Scale Retinex (SSR) и Multi-Scale Retinex (MSR), а также восстановление цвета изображения после использования MSR.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Алгоритмы коррекции освещенности изображений Single-Scale Retinex и multi-scale Retinex»

АЛГОРИТМЫ КОРРЕКЦИИ ОСВЕЩЕННОСТИ ИЗОБРАЖЕНИЙ SINGLE-SCALE RETINEX

И MULTI-SCALE RETINEX 1 2 Воейкова А.В. , Сахарова М.А.

1Воейкова Анастасия Владимировна - магистрант;

2Сахарова Мария Александровна - магистрант, кафедра информатики и вычислительной техники, Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М. Ф. Решетнева,

г. Красноярск

Аннотация: теория ретинекса направлена на то, чтобы объяснить восприятие цвета человеческим зрением. Благодаря данной теории появились эффективные алгоритмы, которые предназначены для усиления локального контраста изображения. Среди этих производных алгоритмов Multi-Scale Retinex является наиболее эффективным. В статье рассматриваются алгоритмы Single-Scale Retinex (SSR) и Multi-Scale Retinex (MSR), а также восстановление цвета изображения после использования MSR.

Ключевые слова: алгоритм коррекции освещенности, Retinex, Single-Scale Retinex. Multi-Scale Retinex, SSR, MSR, восстановление цвета после MSR.

Цветопостоянство является особенностью человеческого зрения воспринимать цвета объектов при разном освещении одинаково. Теория ретинкса была разработана Ландом и Макканом для моделирования того, как зрительная система человека воспринимает сцену. Однако способность к оценке и моделированию необходима для компьютерного зрения. Это привело к развитию эффективных алгоритмов, основанных на теории ретинекса, которые усиливали локальный контраст изображений с недостаточной освещенностью [2].

Single-Scale Retinex (SSR) является алгоритмом, который производит выравнивание освещенности изображения и при этом сохраняет контраст в ярко и плохо освещенных областях. Формула данного алгоритма отображена ниже.

R(x, y, sigma) = log[I(x, y)] - log[ I(x, y) ® G(x, y, sigma)], (1)

где G - Гауссиан;

sigma - коэффициента размытия;

" ® " - оператор свертки.

После применения данной формулы, большая часть значений полученных пикселей лежит в диапазоне от -1 до 1, поэтому для визуализации изображения, значения необходимо скорректировать по формуле:

I = 255 • I + 127,5. (2)

Алгоритм SSR не всегда дает качественный результат, в свою очередь алгоритм MSR (Multi-Scale Retinex) способен обеспечить приемлемый результат между корректировкой освещенности и полученной цветопередачей. Результат работы алгоритма определяется, как взвешенная сумма SSR с разными коэффициентами, которые в сумме всегда должны давать единицу [1].

MSR = w • SSR + w2 • SSR +... + wn • SSR, (3)

причем Wi + W2 + ... + Wn = 1. Чаще всего n=3.

В качестве предположения для изменения цветового баланса в методе «Серый мир» выдвигается то, что сумма всех цветов на изображении дает серый цвет. В изображениях, которые нарушают данное положение, т.е. изображения в которых доминирует определенный цвет, описанный выше алгоритм может приводит к

серости изображения, уменьшая насыщенность цвета. Чтобы избежать данной проблемы был предложен этап, который восстанавливает цвета, путем умножения выхода MSR на функцию восстановления цветности [1]. Первый шаг - вычислить координаты по формуле:

X, у) = 1 ( X у) , (4)

'( 'у) ES=o h (X, у)

где S - количество цветовых каналов. Восстановленный цвет алгоритма MSR задается формулой:

RMSRCRi (X у) = Ci (X у)RMSRi (X у) , (5) где Ci(X у) = f (ï'(X у)).

Наилучшее восстановление цвета получается при использовании формулы:

Ci( X у) = ß logta ■ Ii( ^ у)], (6)

где а - коэффициент, контролирующий силу нелинейности; ß - коэффициент усиления.

Таким образом, применяя алгоритмы SSR и MSR можно произвести выравнивание освещенности на изображении, причем благодаря введению шага восстановления цвета в алгоритм, MSR показывает хороший результат обработки изображений с неправильным освещением.

Список литературы

1. Petro Ana Belen, Sbert Catalina, Morel Jean-Michel, Multiscale Retinex // Image Processing On Line. 4, 2014. P. 71-88.

2. Цветопостоянство. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://wiki-org.ru/wiki/Цветопостоянство/ (дата обращения: 03.11.2017).

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТА

ПОГЛОЩЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА МАЛЫХ АМПЛИТУД

1 2 Голкова Р.Д. , Выдрин Д.Ф.

1Голкова Регина Динаровна - магистрант; 2Выдрин Дмитрий Федорович - магистрант, кафедра информационно-измерительной техники, Уфимский государственный авиационный технический университет,

г. Уфа

Аннотация: статья посвящена исследованию в области применения ультразвуковых колебаний в измерительной технике. Целью статьи является анализ существующих методов измерения скорости и коэффициента поглощения ультразвука малых амплитуд.

Ключевые слова: ультразвуковые колебания, методы измерения, скорость, коэффициент поглощения.

Ультразвук в современных условиях развития находит самое широкое применение во всех сферах деятельности человека, будь то оборонная отрасль, медицина или экология. Сегодня наука активно развивается в области измерения свойств и состава биологических тканей и жидкостей.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.