Pixelbasierte Verfahren

Punktoperationen ändern nur die Amplituden einzelner Pixel, ohne die Geometrie oder lokale Struktur zu beeinflussen. Der neue Wert hängt nur vom aktuellen Pixel ab (bei globalen Operationen).

1. Invertieren von Bildern (Negativ)

2. Helligkeits- und Kontrasteinstellung

3. Schwellenwertbildung (Binarisierung)

4. Gammakorrektur

5. Helligkeitsverlaufsanpassungen

Dabei wird nicht nur der Pixelwert, sondern auch dessen Lage im Bild berücksichtigt. Beispiele:

• Lokale Helligkeits- oder Kontrastanpassung

• Shading-Korrektur

• Lokale Binarisierung

1. Kontrast: Multiplikativer Faktor I'(u,v) = a × I(u,v)

2. Helligkeit: Additiver Offset I'(u,v) = I(u,v) + b

Beschränkt die Grauwerte auf erlaubte Wertebereiche (z. B. [0…255]). Werte darüber oder darunter werden abgeschnitten (auf 255 oder 0 gesetzt).

I'(u,v) = pmax - I(u,v), wobei pmax z. B. 255 bei 8 Bit ist. Ergebnis ist das Negativbild.

Ein Graustufenbild wird anhand eines Schwellwerts ps in zwei Klassen unterteilt:

• I'(u,v) = p1, falls I(u,v) ≥ ps

• I'(u,v) = p0, falls I(u,v) < ps

Bestimmte Grauwertbereiche werden extrahiert und auf konstante Werte abgebildet, um Objekte oder Merkmale hervorzuheben.

Eine Funktion, die angibt, wie viele Pixel einen bestimmten Grauwert haben. Es beschreibt die Verteilung der Grauwerte im Bild.

1. Belichtung

2. Kontrast (min/max Grauwert)

3. Dynamik (Anzahl unterschiedlicher Grauwerte)

4. Verteilung (Modalität)

Eine Technik zur Kontrastverbesserung, bei der das Histogramm in eine möglichst gleichmäßige Verteilung transformiert wird.

Zeigt die aufsummierten Häufigkeiten der Grauwerte an und ist stets monoton steigend. Grundlage für Equalization.

1. Quantenrauschen: normalverteilt (Gauß)

2. Impulsrauschen: einzelne Pixel sind extrem verfälscht (z. B. 0 oder 255)

Beispiel: SNR_max = I_max / σ SNR_avg = I_avg / σ, wobei σ die Standardabweichung ist.

Sie korrigiert das nichtlineare Helligkeitsempfinden des menschlichen Auges oder das Verhalten von Kameras/Displays. Formel: I_out = I_in^γ

1. Kamera: ca. 0.5

2. Monitor: ca. 2.2

3. Standardwerte laut ITU-R BT.709: 0.51 (Input), 2.5 (Output)

Zwei dominante Grauwerte (zwei Modi); ideal für Binarisierung, da die Trennung durch einen Schwellenwert im Minimum erfolgen kann.

Punktoperationen ändern nur die Amplituden einzelner Pixel, ohne die Geometrie oder lokale Struktur zu beeinflussen. Der neue Wert hängt nur vom aktuellen Pixel ab (bei globalen Operationen).