Бинаризация изображений, т.е. конвертация полноцветного или в градациях серого изображения в «монохромное» — двухцветное, например, черно-белое, — часто необходима при распознавании образов таких объектов, как штриховые коды, тексты, спутниковые и аэрофотоснимки местности, чертежи и т.п. Обычно используется процедура пороговой бинаризации — пикселы исходного изображения, имеющие интенсивность выше некоторого «порога» переводятся в светлые (белые), а пикселы с яркостью ниже порога — в темные (черные):

где T — порог. Порог бинаризации выбирается либо вручную «на глаз»,

порог (0, …, 255): 

либо путем предварительного анализа изображения — метод Оцу (Otsu's method), алгоритм сбалансированного порогового отсечения гистограммы (Balanced histogram thresholding), методы Бернсена, Эйквила, Ниблэка и др.

Соляризация изображения (лат. solaris — солнечный, sol — солнце) — специальная фотографическая техника трансформации изображения, преобразование негативного фотоизображения в позитивное, наступающее после воздействия на светочувствительный слой некоторого критического количества освещения. Фотографический эффект, основанный на получении частично обращённого изображения, используется в художественных фотографиях, рекламе, фильмах и т.д. Задаётся преобразованием

где k — константа-параметр, x_max — максимальная интенсивность цвета входного изображения. При соляризации участки исходного изображения, имеющие уровень белого или близкий к нему, после преобразования станут черными. При этом везде сохраняется уровень черного. А белыми станут области, изначально имеющие средний уровень серого.

k (0.01, …, 0.05): 

Соляризация основана на эффекте Сабатье — изобразительном эффекте, первоначально в «доцифровую эру» получаемым засветкой частично проявленной эмульсии в проявляющей ванне или путём дополнительной экспозиции плёнки актиничным светом во время проявления. Эффект в фотоискусстве применялся, в частности, такими известными фотохудожниками, как Эдвард Уэстон (Edward Henry Weston) и Ман Рэй (Man Ray).

Линейное контрастирование. Если минимальная и максимальная яркости изображения существенно отличаются от граничных значений яркостного диапазона (для полутонового — 0, …, 255), то визуализированная картина выглядит как на старой выцветшей фотографии, цветоненасыщенной, утомляющей глаз при наблюдении. Улучшение контрастирования можно достичь расширением яркостного диапазона исходного изображения. Преобразование задаётся линейной функцией:

где x_min, x_max — минимальное и максимальное значение иинтенсивностей цвета входного изображения, y_min, y_max — желаемое минимальное и максимальное значение цвета полученного изображения.

y_min:  y_max: 

Литература

1. Прэтт У. Цифровая обработка изображений. М.: Мир, 1982
2. Павлидис Т. Алгоритмы машинной графики и обработки изображений. М.: Радио и связь, 1986.