Procesamiento de Imágenes

y Visión Artificial

(WEE2)

Sesión: 5

MSc. Ing. José C. Benítez P.

Histograma, Brillo/Contraste y Corrección Gamma

Logros de aprendizaje

1. Graficar el histograma de una imagen

2. Ecualizar una imagen mediante el histograma.

3. Manipular el brillo y contraste de una imagen.

4. Aplicar la corrección Gamma a imágenes.

2

3

Contenido

Histograma, Brillo/Contraste y corrección Gamma:

� Histograma de una imagen.

� Ecualización mediante el histograma de una

imagen.

� Brillo y contraste de una imagen.

� Corrección Gamma.

Histograma de una imagen

En estadística, un histograma es una

representación gráfica de una

variable en forma de barras, donde la

superficie de cada barra es

proporcional a la frecuencia de los

valores representados, ya sea en

forma diferencial o acumulada.

Sirven para obtener una "primera

vista", de la distribución de la

población, o la muestra, respecto a

una característica, cuantitativa y

continua, de la misma y que es de

interés para el observador.

Histograma de una imagen

El histograma de una imagen consiste en otra imagen donde se

muestra en el eje Y el número de píxeles(np), y en el eje X cada

nivel de gris (ng) que aparecen en la imagen.

Si una imagen tiene una profundidad de 8bpp en niveles de grises,

el rango de tonos de gris será de 0 a 255 que irán en el eje X, y la

frecuencia de ocurrencia de cada nivel irá en el eje Y asociado a

cada valor de intensidad del eje X.

Histograma de una imagen

En la imagen podemos ver tres imágenes con sus correspondientes

histogramas.

Histograma de una imagen

Los histograma de una imagen pueden ser de imágenes:

- Binarias

- Escala de grises

- Colores

Ecualización del histograma

El objetivo es que la imagen del histograma tenga una

distribución uniforme sobre toda la escala de grises.

Ecualización del histograma

Ecualización del histograma

Ecualización del histograma

Ecualización del histograma

Ecualización del histograma

Ecualización del histograma

Ecualización del histograma

Ecualización del histograma

Brillo de una imagen• El brillo de una imagen está dado por los niveles de intensidad

de cada pixel de una imagen.

• Cuando mayor es el nivel de intensidad de una imagen

basado en su profundidad, el pixel tendrá mas brillo. Por

ejemplo, el pixel de nivel de intensidad 25 tiene mayor brillo

que el pixel de nivel de intensidad 12.

• El brillo es un atributo de una sensación visual por la que una

zona parece mostrar más o menos luz.

Manipulación del brillo de una imagen

• El nivel de intensidad mas bajo de una imagen escala de

grises es 0 (negro) y el mas alto es 255 (blanco)(mas brillante).

• Para aumentar el brillo de una imagen debemos aumentar el

nivel de intensidad de sus pixeles y esto se puede hacer a

todo la imagen o a ciertos segmentos de la imagen.

• Para aumentar el brillo de toda la imagen escala de grises se

puede:

a. Aumentar un valor positivo “k” a cada uno de los niveles

de intensidad de pixeles de la imagen: p + k

b. También se puede multiplicar por un valor “n”, mayor

que 1 para aumentar el valor de la intensidad de los

pixeles de la imagen: n*p

Contraste de una imagen

• El contraste se define como la diferencia relativa en la

intensidad entre un pixel de una imagen respecto a otro.

• Un ejemplo simple es el contraste entre un objeto de brillo

constante sobre un fondo de un brillo constante. Si ambas

superficies tienen el mismo brillo, el contraste será nulo y si

el conjunto está en tonos de gris, el objeto será tanto física

como perceptiblemente indistinguible del fondo.

• Según se incrementa la diferencia en brillo el objeto será

perceptiblemente distinguible del fondo una vez alcanzado

el umbral de contraste, que se sitúa alrededor del 0,3 % de

diferencia.

Manipulación del contraste de una imagen

• Modificar el contraste significa hacer que los valores

brillantes de una imagen se vuelvan mas brillantes y los

oscuros se vuelvan mas oscuros.

• Para modificar el contraste de una imagen, se puede usar el

valor umbral como el punto para aumentar y disminuir las

intensidades de los pixeles.

• Se sabe que existen cuatro métodos para hallar el umbral,

por lo que existirá cuatro métodos para el contraste.

• Además también existe aquellos métodos que no solo

toman un valor umbral sino varios. El de dos valores

umbrales, el de tres, etc.

Contraste de una imagen

Brillo y contraste de una imagen

Corrección gamma

• Es el ajuste de los valores de intensidad de una imagen (una

combinación del brillo y el contraste) con el objetivo de

compensar las variaciones de los dispositivos de salida.

• Por ejemplo, las imágenes desplegadas en un monitos de PC

deben ser corregidas de forma Gamma para que luzcan de la

misma manera que en una PC y viceversa.

• La fórmula que se utiliza para hacer esta corrección viene dada

por:

Corrección gamma

• Esta fórmula al ser tabulada para diferentes valores de Gamma

nos produce una gráfica como la siguiente:

Corrección gamma

Observando esta gráfica se puede concluir lo siguiente:

• Para gamma = 1 no hay ninguna corrección

• Para gamma > 1 hay una gran corrección en el contraste para

valores pequeños del color de entrada, mientras que una

pequeña corrección en el contraste para valores grandes. El

brillo aumenta más para valores intermedios del color de

entrada.

• Para gamma < 1 hay una pequeña corrección en el contraste

para valores pequeños del color de entrada mientras que una

gran corrección en el contraste para valores grandes. El brillo

disminuye más para valores intermedios del color de entrada.

Corrección gamma

La implementación de esta corrección se hara en matlab

teniendo en cuenta lo descrito anteriormente, se hará una

función para recorrer todos los pixeles de una imagen y se

generará su correspondiente imagen donde se modificará

aumentando o disminuyendo su gamma en cierta cantidad,

al final se realizará las conclusiones prácticas respectivas

27

Preguntas

Al término de la experiencia de aprendizaje el alumno debe ser

capaz de responder las siguientes preguntas:

1. Graficar el histograma de una imagen.

2. Ecualización de imágenes escala de grises.

3. El brillo de una imagen.

4. El contraste de una imagen.

5. Hacer un listado de cinco aplicaciones del histograma de una

imagen, brillo de una imagen, contraste de una imagen y la

corrección gamma de una imagen las operaciones,

transformaciones y conversiones.

28

Sesión 5. Histograma, Brillo/Contraste y corrección gamma

Procesamiento de Imágenes y Visión Artificial

http://utpiayva.blogspot.com