Histogram ako údaj o získanom obrázku

Histogram sa používa na vizualizáciu „štatistických" údajov obrázku. Každý obrázok je nositeľom informácie. Histogram nám môže pomôcť v hodnotení, či je obrázok vhodným kandidátom na ďalšiu analýzu, alebo je potrebná nejaká úprava obrázku. Ukážka histogramu je na obrázku 1.

Obrázok 1. Histogram v programe ImageJ

Čo je histogram?

Histogram je vo všeobecnosti frekvenčná distribúcia a histogram obrázka opisuje frekvenciu hodnôt intenzít, ktoré sa objavujú na obrázku. Histogram funguje tak, že program spočíta počet všetkých pixlov s určitou intenzitou a vyjadrí ich početnosť. Uvažujme o obrázku s 8 bitovou hĺbkou farieb. Čiže ak je na obrázku 700 pixlov s hodnotou intenzity 250, zaznamená to do grafu. Tak isto to urobí od intenzity 0 (čierna farba) až po intenzitu 255 (biela farba).

Histogram pomáha pri stanovení optimálnych podmienok expozície, kontrastu s hovorí nám niečo o dynamickom rozsahu obrázku. Pomocou histogramu dokážeme určiť či bol obrázok nejakých spôsobom upravovaný (či bol použitý nejaký filter na jeho úpravu). Tak isto nám dokáže poskytnúť informáciu o defektoch obrázku a aj o technickom zariadení, ktoré obrázok previedlo do digitálnej formy. Ak by sme sa stretli zo staršími typmi CCD kamier, tak histogram nemáva prechody na koncoch histogramu pekne „vyhladené" ale prechod bol strmší. Dynamický rozsah starších kamier bol oveľa nižší ako je tomu dnes. Ak kamera nemá postačujúci dynamický rozsah, tak sa to môže prejaviť na koncoch histogramu, do ktorých sa zapíšu všetky pixle s intenzitami vyššími alebo nižšími ako je rozsah kamery.

Histogram hovorí aj o tom či bol na uloženie obrázku použitý vhodný formát. Ak sa na ukladanie používa kompresný formát, tak je potrebné si uvedomiť, že to ovplyvní histogram obrázku.. Podotýkam,  že nie všetky  formáty s kompresiou sú stratové, existujú aj bezstratové kompresné formáty..Príklad. Pri písanom dokumente obyčajne používame bielu a čiernu farbu. Slovo na bielom podklade je tvorené pixlami s intenzitou I. Tato intenzita sa na histograme zobrazí ako jeden jediný pík, pri obrázkoch bez kompresie. Ak tento obrázok uložíme vo formáte s kompresiou (stratový kompresný formát) dôjde k rozšíreniu histogramu. Čiže je dôležité vždy pri práci s obrázkami uvažovať aj o tom aký formát používame. Vidno to aj z obrázku 2. Histogram obrázku vo formáte bez kompresie je tvorený jedným píkom farby písmena. Zatiaľ čo po uložení obrázka do formátu s kompresiou (stratový kompresný formát)s a nám hisogram rozšíril o informáciu ktorú sme skutočnosti do obrázka nevkladali.

Obrázok 2. Porovnanie histogramu kompresného a bezkompresného formátu

Ak by sme pracovali s obrázkom na ktorom sú určité minoritné fázy a ich plocha na obrázku má iba niekoľko pixlov, môže sa stať, že pri uložení do stratového formátu dôjde ku strate alebo skresleniu informácie.

 

Tags: