Realce de Contraste
A escolha do mapeamento direto adequado é, em geral, essencialmente empírica. Entretanto, um exame prévio do histograma da imagem pode ser útil. O histograma é uma das formas mais comuns de se representar a distribuição dos níveis de cinza (NC) de uma imagem, e é a mais utilizada em PDI.
O histograma fornece a informação de quantos pixels na imagem possuem um determinado NC, definido entre 0 (preto) e 255 (branco), para uma imagem quantificada em 8 bits. Outra característica é que o histograma não apresenta nenhuma informação espacial da imagem, e sim uma função de probabilidade de encontrar um NC referente a um objeto qualquer da imagem. Normalmente, tem-se no eixo X a distribuição dos NCs e no eixo Y a freqüência em que ocorrem (veja figura abaixo).
Um histograma descreve a distribuição estatística dos níveis de cinza em termos do número de amostras ("pixels") com cada nível, e esta distribuição pode também ser dada em termos da percentagem do número total de "pixels" na imagem. Pode ser estabelecida uma analogia entre o histograma de uma imagem e a função densidade de probabilidade, que é um modelo matemático da distribuição de tons de cinza de uma classe de imagens.
Os histogramas podem ser uni-dimensionais (como na figura acima), isto é, para apenas uma imagem (banda), ou multi-dimensionais quando representa a distribuição de duas ou mais bandas, sendo o de duas dimensões o mais simples. Um histograma de duas bandas, ou scattergrama como é mais conhecido, permite analisar visualmente o grau de correlação entre duas bandas e decidir sobre o tipo de técnica de aumento de contraste a ser aplicado em imagens multi-espectrais.
A forma do histograma fornece informações importantes como a intensidade média e espalhamento dos valores de NC, sendo este último a medida de contraste da imagem. Quanto maior o espalhamento ao longo do eixo dos NCs, maior o contraste da imagem. A figura a seguir ilustra esta distribuição dos NCs.
Para aumentar o contraste de uma imagem, deseja-se expandir o intervalo original de níveis de cinza da imagem original, utilizando-se uma função que consiste em mapear as variações dentro do intervalo original de tons de cinza, para um outro intervalo desejado. Este mapeamento é uma operação pontual que utiliza uma função matemática denominada transformação radiométrica, que considera apenas o NCs originais de cada pixel para calcular o novo valor na imagem de saída.
A figura a seguir exemplifica um realce de contraste, onde alguns níveis de cinza situados entre 0 e a serão mapeados para 0, e aqueles entre b e N-1, serão saturados em N-1. Após a transformação radiométrica, teremos um histograma da imagem de saída com freqüências em 0 e N-1, que representarão uma distribuição maior dos NCs em relação ao intervalo original.
NOTA: Pode-se usar como parâmetro de contraste a inclinação da função de transferência, representada pela curva plotada em relação aos eixos XY. Como regra geral um aumento na inclinação da curva, reflete um aumento de contraste. Se a inclinação for maior do que 45 graus o contraste será expandido, e se for menor do que 45 graus o contraste será comprimido.
As figuras a seguir mostram duas imagens da banda 5 do Landsat 5, a da esquerda apresenta a banda original e da direita a imagem realçada por uma modificação do histograma.
O SPRING permite a manipulação de contraste através de várias operações
acessadas no item de menu Operações, tais como:
Veja como
manipular o contraste no SPRING
Realce de
Contraste