Měření kontrastu v černobílých snímcích. Kritéria a metody pro rozšířené hodnocení kvality obrázků v rastrových grafických formátech

Pokud jde o měření určitých parametrů obrazu, okamžitě se objeví nepříjemná jemnost. Lidé a počítače vnímají obrazy odlišně. Člověk izoluje předměty od šumu, vidí něco při slabém osvětlení a počítač chápe obrázek jako soubor souřadnic s odpovídajícími jasy. A když se člověk a počítač zeptají na nějaké charakteristické rysy obrazu, okamžitě se budou lišit ve svědectví. Musíte se nějak ujistit, že závěry, které vyvozují, jsou podobné.
Zvažte metody, které se používají k analýze kontrastu v černobílé obrázky, a zkuste vybrat něco více či méně objektivního.

Metoda jedna

Kontrast je určen poměrem rozdílu mezi jasem objektu 1 a pozadí 2 k jednomu z těchto jasů. Rozsah zobrazených hodnot je od 0 do 1.
Ve skutečnosti to nic neukazuje. Pokračuj.

Metoda dva

Metoda třetí

Metoda čtvrtá

Metoda pět

Výpočet kontrastu má jednu jemnost. V blízkosti jsou dva objekty, jeden má jas 10, druhý má 20, podle první a třetí metody dostaneme 0,5, ve druhé - 0,3. Jas 100 a 200, podle prvního a třetího způsobu dostaneme stejně 0,5, podle druhého - opět 0,3, nicméně při jasu 10 a 20 rozdíl není vidět.

Kontrast se podle mého názoru objektivněji vypočítá pomocí Vorobelovy metody, pokud je kvalita špatná a je tam hodně šumu, vezměte v úvahu oblasti objektů a zprůměrujte z nich hodnoty jasu objektů.

Nyní se na to podívejme v akci:

Jsou zde tři snímky za sebou – normální, s vyrovnaným histogramem a ideální. Vybrané oblasti byly analyzovány ve formátu .bmp, rozsah jasu 0 - 255.

Kontrast normálního obrazu je K = 0,67.
- kontrast ekvalizovaného obrazu K = 0,88.
- ideální kontrast obrazu K = 1.

Tady je příběh, děkuji za přečtení!

Šéfredaktor - Vladimír Krylov, Ph.D.
Náměstek Hlavní redaktor - Michail Nikulichev, Ph.D.

První část článku je věnována charakteristikám moderních LED obrazovek, které ovlivňují kvalitu obrazu – řízení jasu metodami PWM, tvorba obrazu s časovým dělením a obnovovací frekvence obrazovek. Druhá část článku pojednává - dynamický rozsah jas, barevné podání a kontrast obrazovek, ovladačů a moderní systémy Ovládání LED obrazovky elektromagnetická kompatibilita a průmyslové protihlukové clony.

LED obrazovka - komplexní elektronické zařízení obsahující velké množství komponent. Kvalita obrazu a výkon LED obrazovky závisí jak na parametrech komponent použitých v obrazovce, tak na možnostech systému ovládání obrazovky.

Z hlediska kvality obrazu jsou důležité následující vlastnosti obrazovky:

• rozlišení obrazovky (tzv prostorový rozlišení), v případě LED obrazovek, obvykle vyjádřené jako vzdálenost mezi pixely (velikost rozteče);
• maximální jas (měřeno v nitech);
• dynamický rozsah jasu, vyjádřený počtem úrovní jasu, které lze zobrazit na obrazovce LED (tato charakteristika se také nazývá radiometrické nebo energie oprávnění);
• snímková frekvence vyjádřená ve snímcích za sekundu (fps) (jedná se o časové rozlišení);
• obnovovací frekvence snímků (obnovovací frekvence), měřená v Hertzech (toto je také časové rozlišení);
• spektrální rozlišení - kolik spektrálních složek tvoří obraz;
• jednotnost barev na obrazovce;
• vyvážení bílé a možnost jej upravit;
• linearita vnímání jasu - subjektivní charakteristika kvality obrazu, která se projevuje ve schopnosti rozlišit blízké úrovně jasu okem, a to jak v tmavých oblastech obrazu, tak ve světlých;
• kontrast obrazu na obrazovce;
• charakteristika změny kvality obrazu na obrazovce v závislosti na úhlu pohledu;

Kromě kvality obrazu si také všimneme následujících výkonnostních charakteristik LED obrazovky:

• přítomnost monitorovacího systému pro stav obrazovky LED;
• vývoj softwaru (softwaru) řídicího systému (schopnost budovat sítě LED obrazovek včetně sítí obsahujících LED i LCD obrazovky, možnost ovládat obrazovky přes internet, přítomnost vestavěného subsystému informační bezpečnosti);
• úroveň elektromagnetická radiace ve formě průmyslového rádiového rušení vytvářeného LED obrazovkou.

Podívejme se blíže na některé z výše uvedených funkcí.

LED zobrazení obrazovky a ovládání jasu

Pulse Width Modulation (PWM) a obnovovací frekvence

Počáteční obrázek pro výstup na LED obrazovku je vytvořen ve formě počítačový soubor, nejčastěji jako videoklip v nějakém formátu (*.avi, *.mpg). Tento soubor je dekódován řídicím počítačem (nebo řadičem videa), poté převeden na speciální digitální tok, který je přiváděn do čipů ovladače stejnosměrný proud, které naopak poskytují elektrický proud přes LED, což způsobuje záření v určitém spektru.

Pro formaci různé úrovně Jas vyzařování LED využívá techniku ​​pulzně-šířkové modulace - PWM (PWM - Pulse-width modulation). Podstata této techniky spočívá v tom, že v závislosti na požadované úrovni jasu není proud do LED přiváděn neustále, ale pouze po určitou dobu (v závislosti na požadované úrovni jasu), poté se přestane dodávat, poté je opět dodáván atd. Například pro vytvoření jasu poloviny maxima je nutné procházet proud po polovinu doby určitého cyklu, po čtvrtinu jasu - čtvrtinu doby atd. Jinými slovy, LED dioda pracuje v režimu „on-off“ a doba zapnutí je úměrná požadované úrovni jasu.

Z této techniky vyplývá, že na LED (a potažmo na obrazovce) se obraz tvoří cyklicky. Doba minimálního cyklu, během kterého dochází k postupnému „zapnutí“ a „zhasnutí“ LED, se nazývá perioda aktualizace (obnovení, obnovovací čas). Často se používá reciproční hodnota – obnovovací frekvence.

Zvažte příklad. Nechte obnovovací frekvenci obrazovky LED 100 Hz. Pokud potřebujeme zajistit plný jas - 100%, pak nepřetržitě dodáváme proud do LED po celou dobu obnovování, rovnající se tento případ 1/100 s = 10 ms. Pokud je požadován jas 50%, pak během této doby přivedeme proud po dobu 5 ms, dalších 5 ms nepřiložíme, v dalším cyklu opět přivedeme 5 ms, 5 ms - ne atd. Pokud je požadováno 1 % maximálního jasu, proud je aplikován po dobu 0,1 ms a není aplikován po dobu 9,9 ms.

Kromě této techniky se používají modifikované metody PWM: Scrambled PWM (Macroblock), Sequential Split Modulation (Silicon Touch), Adaptive Pulse Density Modulation (MY-Semi). Podstatou těchto technik je „rozmazání“ doby „zapnutí“ LED po celou dobu obnovování. Takže vytvoření 50% jasu při obnovovací frekvenci 100 Hz může vypadat takto: 1 ms - LED svítí, 1 ms - nesvítí, 1 ms - svítí, 1 ms - nesvítí atd. To znamená, že pro jas 50 % můžeme říci, že se obnovovací perioda snížila 5krát a stala se rovnou 2 ms. V souladu s tím se obnovovací frekvence zvýšila a stala se 500 Hz. Ale tato čísla platí pouze pro vytvoření 50% jasu. Pro každé schéma generování jasu existuje minimální jas - 1 puls (nějaký minimální čas) rozsvícení LED a zbytek času je zhasnutý.

Jasná cykličnost vlastní tradiční PWM je tedy při použití modifikovaných metod zkreslená, protože v závislosti na úrovni jasu lze rozlišit periody s kratší dobou (a tedy vyšší obnovovací frekvencí). Můžeme například říci, že pro danou LED obrazovku se obnovovací frekvence mění ze 100 Hz na 1 kHz. To znamená, že na LED obrazovce zobrazujeme minimální jas s obnovovací periodou 100 Hz. A při vytváření vysokých úrovní jasu lze rozlišit periody („zapnutí-vypnutí“ LED) s kratší dobou trvání.

Takže pro modifikované metody PWM může být takový koncept jako obnovovací frekvence interpretován nejednoznačně. Pokud však budeme periodu obnovování považovat za minimální dobu, po kterou se obrázek aktualizuje pro všechny úrovně jasu, pak tato hodnota nezávisí na schématu generování PWM.

Prokládání nebo časové dělení LED obrazovek

V některých případech konstrukce LED obrazovky umožňuje takový způsob vytváření obrazu, ve kterém najednou nemůže být proud aplikován na všechny LED najednou. Všechny obrazovky LED jsou rozděleny do několika skupin (obvykle dvě, čtyři nebo osm), které se postupně zapínají. To znamená, že zobrazovací techniky popsané výše jsou aplikovány postupně na každou z těchto skupin. V případě dvou takových skupin je tvorba obrazu podobná jako v analogová televize prokládání.

Tato metoda se používá především ke snížení nákladů na LED obrazovky, protože její implementace vyžaduje méně LED ovladačů (dva, čtyři, osmkrát - počet odpovídající počtu postupně přepínaných skupin), které tvoří významnou část cena LED obrazovky. Navíc je metoda časového dělení téměř nevyhnutelná, když vysoké rozlišení(tedy malá rozteč) LED obrazovky, protože v tomto případě je extrémně obtížné zajistit umístění velký počet ovladače a jejich chladič.

Je třeba si uvědomit, že při použití této metody se sníží maximální jas obrazovky LED a také se sníží obnovovací frekvence (o faktor odpovídající počtu skupin).

Předpokládejme, že provedeme časové rozdělení mezi dvě skupiny LED. Jedna skupina je napájena podle požadovaného jasu a použité metody PWM. Druhá skupina je v tuto chvíli odpojena od aktuálního zdroje. Po obnovovací periodě se skupiny změní - nyní je druhá pod napětím a první je vypnutá. Celková doba, po kterou se aktualizují všechny informace na LED obrazovce, se tedy zdvojnásobí.

Pojem obnovovací frekvence je v tomto případě ještě rozmazanější. Přísně vzato, obnovovací perioda jako minimální doba, po kterou se aktualizuje obraz pro celou LED obrazovku, se prodlouží. Pokud však u každé skupiny uvažujeme pouze periodu, na které je obraz tvořen metodou PWM, pak je obnovovací frekvence stejná.

Obnovovací frekvence LED obrazovky a lidského oka

Obnovovací frekvence v první řadě ovlivňuje vnímání obrazu lidským okem. Obraz, obrazně řečeno, neustále „bliká“, i když s poměrně vysokou frekvencí. Vnímání světelných obrazů člověkem je psychofyzický jev a je uspořádán tak, že jednotlivé záblesky světla se sčítají v čase. Toto sčítání probíhá po určitou dobu (10 ms) a závisí na jasu záblesků (Blochův zákon). Pokud světlo „bliká“ dostatečně rychle, s frekvencí nad určitým prahem (CFF - Critical Flicker Frequency), lidské oko vnímá toto světlo stejně, jako by neustále hořelo (Talbot-Plateauův zákon). Prahová frekvence CFF závisí na mnoha faktorech, jako je spektrum světelného zdroje, umístění zdroje ve vztahu k oku a úroveň jasu. Dá se však s jistotou říci, že za normálních podmínek tato frekvence nepřesahuje 100 Hz.

Uvažujeme-li tedy vnímání obrazu na LED obrazovce, tvořené metodou PWM nebo modifikovanou PWM, lidským okem, bude obraz s obnovovací frekvencí 100 Hz a 1 kHz vnímán stejně.

Obnovovací frekvence obrazovky a videokamera

Jako vnímací systém však může fungovat nejen lidské oko, ale také zařízení pro záznam videa, které má vlastnosti odlišné od oka. To platí zejména pro LED obrazovky instalované na stadionech, sportovních zařízeních nebo koncertních místech, ze kterých jsou obvykle vedeny videopřenosy. Doba expozice nebo rychlost závěrky (rychlost závěrky) se u moderních videokamer může lišit od sekund do tisícin sekundy.

Uvažujme LED obrazovku, ve které je obraz tvořen tradiční metodou PWM s obnovovací frekvencí 100 Hz. Na obrazovce se zobrazí statický obrázek. Předpokládejme také, že natáčíme LED obrazovku videokamerou s rychlostí závěrky 1/8 s, tzn. expoziční čas 125 ms. Během této doby bude fotosenzor dopadat světlo z 12,5 obnovovacích period. Když pořídíme sérii snímků s danou rychlostí závěrky, rozdíl v světelný tok dopadající na fotocitlivý prvek nepřekročí tok tvořený LED diodami po dobu 0,5 obnovovací periody, tzn. ne více než 4 % celkového průtoku. Rozdíl je způsoben tím, že videokamera a LED obrazovka samozřejmě nejsou synchronizovány a každý snímek vytvořený videokamerou spadá do jiný čas vzhledem k začátku obnovovacího cyklu LED. Video obraz z kamery tak bude ukazovat poměrně rovnoměrný obraz z LED obrazovky.

Nyní snižme rychlost závěrky, se kterou fotíme, na 1/250 s, expoziční čas je 4 ms. Tato doba je 2,5krát kratší než doba obnovení. Nyní bude významný vztah mezi časem začátku snímku videokamery a začátkem cyklu PWM. Některé snímky mohou přejít na začátek cyklu, jiné doprostřed a další na konec. Ve světelném toku v různých snímcích se tak tvoří významná chyba. To znamená, že obraz přehrávaný na videokameře náhodně změní jas, bude „plavat“. Navíc se sníží jas snímku, což je ovšem typické pro všechny objekty focené na krátkou dobu závěrky. Pokud ještě více snížíte rychlost závěrky, budou se pravděpodobněji objevovat černé rámečky (když začátek snímku videokamery spadne na tu část cyklu PWM, kde LED nesvítí) a obraz z kamery bude blikat.

Pokud tedy chceme na videokameru natáčet LED obrazovku, na které se obraz tvoří pomocí tradičního PWM, pak musí být obnovovací frekvence srovnatelná nebo přesahovat rychlost závěrky, se kterou kamera natáčí.

V případě použití modifikovaných metod PWM lze provést stejnou úvahu. Díky „rozmazávání“ doby zapnutí LED v cyklu PWM při vysokém jasu bude obraz zachycený na videokameře stabilnější než u tradičního PWM. Ale při nízkém jasu zůstává situace stejná - obraz buď změní jas, nebo bliká. Protože skutečný obraz obsahuje zpravidla různé úrovně jasu, bude obraz pořízený videokamerou také obsahovat chyby, i když jiné povahy.

Při natáčení videa se tedy nelze vyhnout zkreslení obrazu s libovolnými parametry snímání. Vždy můžete najít rychlost závěrky, při které bude video zkreslené. Situace je podobná natáčení analogové televize analogovou kamerou. Kvůli rozdílu ve snímací frekvenci se na televizoru, který je tímto způsobem natáčen, objevují diagonální černé pruhy.

Důležitější pro natáčení LED videa je otázka uniformity obrazu snímaného videokamerou. LED obrazovka je modulární konstrukce, skládající se z několika bloků, na kterých je obraz přímo tvořen různými ovladači. Pokud tyto ovladače nesynchronizují začátek cyklu PWM, to znamená, že začátek cyklu v různých částech LED obrazovky připadá na různé časy, pak může při fotografování nastat následující situace. Na jedné části obrazovky LED se může začátek snímku videokamery shodovat se začátkem cyklu PWM a na druhé například uprostřed. Pokud je rychlost závěrky srovnatelná s obnovovací periodou, bude snímek v jedné oblasti světlejší a ve druhé tmavší. Celý obraz na LED obrazovce bude v tomto případě rozdělen na obdélníky různého jasu, což je pro diváka nepohodlnější.

Náklady na zvýšení obnovovací frekvence LED obrazovek

Bez ohledu na způsob generování PWM mají schémata, která je implementují, společné rysy. Obvod generace PWM má určitou frekvenci hodin F pwm. Nechť je požadováno generování N úrovní jasu. V tomto případě obnovovací frekvence F r nemůže překročit F pwm /N .

Pro ilustraci uvádíme několik příkladů:

Výše uvedené obrázky předpokládají, že pro každou LED existují nezávislé obvody PWM, tj. obvod PWM je implementován přímo v ovladačích obrazovky LED.

V případě aplikace jednoduché ovladače a generování PWM na ovladači LED obrazovky, je nutné vzít v úvahu, kolik ovladačů je zapojeno do série a obsluhováno jedním PWM obvodem. Pokud jeden PWM obvod obsluhuje M budiče se 16 výstupy, pak obnovovací frekvence nemůže překročit F pwm /(N*M*16) , což vede k výraznému poklesu obnovovací frekvence nebo nutnosti výrazně zvýšit taktovací frekvenci.

V případě časového dělení (prokládání), jak jsme si již řekli, se obnovovací frekvence snižuje úměrně s faktorem dělení.

Pro zvýšení obnovovací frekvence LED obrazovek jsou tedy možné následující možnosti:

• používání „inteligentních“ ovladačů;
• zvýšení hodinového kmitočtu obvodu generování PWM;
• snížení počtu úrovní jasu (barevná hloubka).

Každá z těchto metod má své výhody a nevýhody. Inteligentní ovladače jsou tedy dražší než klasické, zvýšení taktovací frekvence zvyšuje spotřebu energie (a tedy i odvod tepla, nutnost odvodu tepla, aby nedošlo k přehřátí), snížení počtu úrovní jasu snižuje kvalitu obrazu.

Refresh LED obrazovky: Závěry

Často se takový parametr, jako je obnovovací frekvence LED obrazovek, používá pro marketingové účely jako jeden z indikátorů kvality obrazu. Předpokládá se, že čím vyšší obnovovací frekvence, tím lepší LED obrazovka, všechny ostatní věci jsou stejné. Někdy jsou však uvedeny údaje, které potenciálního kupce uvádějí v omyl. Například zadání obnovovací frekvence na několik kilohertzů, jak jsme viděli, může znamenat buď použití modifikovaných metod PWM, u kterých je obnovovací frekvence různá pro různé úrovně jasu, nebo snížení barevné hloubky.

Tomu je třeba rozumět vysoké hodnoty obnovovací frekvence a zároveň barevná hloubka s největší pravděpodobností naznačují, že tohoto obnovení na LED obrazovce je dosaženo při určitých (vysokých) úrovních jasu.

V případě prokládaného snímání lze indikovat frekvenci odpovídající jednomu cyklu PWM pro jednu skupinu LED, přičemž skutečná obnovovací frekvence obrazovky (která ovlivňuje vnímání) je několikanásobně nižší.

Informativnější je zřejmě údaj o barevné hloubce a taktovací frekvenci PWM s případným přidáním rozsahu obnovovací frekvence obrazovky (například 200-1000 Hz) v případě použití modifikovaných metod PWM. Pokud je na LED obrazovce použito dělení času, pak je nutné tento způsob tvorby obrazu výslovně označit (například dělení času = 1:1 - žádné dělení času, dělení času = 1:2 - PWM pracuje současně na polovině obrazovky , atd.).

Pro vnímání očí je tento parametr LED obrazovky obecně nevýznamný. U frekvencí nad 100 Hz lidské oko rozdíl v kvalitě obrazu neuvidí. Proto je třeba pochopit, zda vysoká frekvence osvěžit a vyplatí se za to zaplatit.

Když aktivní používání LED obrazovka během natáčení videa se tento indikátor stává významným, ale měli byste také věnovat pozornost jednotnosti obrazu při natáčení videa. U takových LED obrazovek může být lepší udělat nějaké zkušební focení, než se spoléhat jen na takový parametr, jako je obnovovací frekvence.

Korekce tónů ve Photoshopu

Sofia Skrylina, lektorka informační technologie, Petrohrad

Korekce tónu obrazu se týká zjasnění, ztmavení nebo zvýšení kontrastu celého obrazu nebo jeho částí. Tento článek pojednává o metodách diagnostiky tonality obrazu a nástrojích pro korekci tónů fotografie.

Diagnostika tónů obrazu

Než přistoupíte k opravě obrazu, je nutné analyzovat obraz, určit tónový rozsah, který vám pomůže vybrat správné nástroje pro korekci nedokonalostí původního obrazu. K tomuto účelu slouží histogram snímku.

Histogram znázorňuje rozložení pixelů v obrázku. Toto je graf, který ukazuje počet pixelů na každé úrovni intenzity barev. Osa X gradace tónů jsou umístěny v rozsahu od 0 (černá nebo stín) do 255 (bílá nebo světlá) a podél osy Y je počet pixelů pro každou úroveň. Histogram vám umožňuje určit, zda snímek obsahuje dostatek detailů ve stínech (levá strana grafu), středních tónech (uprostřed) a světlech ( pravá část). Na Obr. 1 ukazuje příklad čtení histogramu.

Rýže. Obr. 1. Příklady čtení histogramu: a — velmi světlá fotografie, graf je posunut doprava, do oblasti světel; b - fotografie s plným tonálním rozsahem, graf je vykreslen při všech úrovních intenzity světla; c — tmavá fotografie, graf je posunut doleva, do oblasti stínů

Chcete-li otevřít paletu sloupcový graf(Histogram), spusťte příkaz Okno(okno) -> sloupcový graf(Histogram). Tato paleta není korekční nástroj, je určena pouze pro diagnostiku obrazu. Histogram kombinovaného kanálu RGB se používá k určení tónového rozsahu a rozšířené zobrazení se používá k zobrazení statistik (obr. 2).

Rýže. 2. Paletový histogram se statistikami

Rozbalovací seznam Zdroj(Zdroj) se zpřístupní pro vícevrstvé dokumenty: můžete vyhodnotit tón aktuální vrstvy nebo celého obrázku s přihlédnutím ke všem vrstvám. Možnosti Úroveň, Čelit A Percentil zobrazit statistiku pro oblast pod ukazatelem myši (obr. 3).

Rýže. 3. Paleta histogramu pro vybranou vrstvu se statistikou aktuální polohy ukazatele myši v grafu

V paletě sloupcový graf(Histogram) pod grafem poskytuje následující statistické informace:

Na Obr. 3 zabírá histogram celý tónový rozsah. Výška grafu a hodnota parametru Průměrný(113,86) ukazují, že snímek má hodně světla – to znamená, že je fotografie správně exponována. Hodnota odchylky je nevýznamná (58,68), takže obraz nemá ostré světelné přechody. Z toho všeho vyplývá, že tento snímek nevyžaduje tónovou korekci.

Je třeba si uvědomit, že dokonalý histogram neexistuje! Každý obrázek je jiný a má svůj vlastní jedinečný graf rozložení pixelů. Navíc není vždy nutné korigovat histogram ukazující jasný posun směrem ke světlům nebo stínům. Například je logické, že snímek pořízený v noci nebo ve vesmíru ano nízká úroveň jas. A histogram v tomto případě bude odpovídat podexponovanému snímku (obr. 4).

Všimněte si, že vrchol histogramu je posunut na levá strana grafika - to označuje obsah velkého počtu stínů a velmi malého počtu světel v obraze. Totéž platí pro hodnoty parametrů. Průměrný(26,89) a Medián(jedenáct). Tento snímek ale není podexponovaný, je pořízen v přirozených podmínkách. A bylo by špatné takový obrázek opravovat pouze pro „správný“ typ histogramu.

Zde je další příklad výjimky z pravidla (obr. 5). Zimní krajina je přesným opakem předchozího příkladu. Vrchol histogramu je posunut doprava (směrem ke světlu) a graf má málo tmavých oblastí. Hodnoty parametrů Průměrný(169,30) a Medián(169) se blíží maximálnímu jasu. Ale navzdory náznakům histogramu tento obrázek nevyžaduje korekci, jeho jas je přirozený.

úrovně

Dialogové okno úrovně(Úrovně) se volá příkazem obraz(Obrázek) -> Oprava(Úpravy) -> úrovně(Úrovně) nebo klávesový ekvivalent Ctrl+L (v Mac OS Command+L). V okně se zobrazí histogram snímku. Ale na rozdíl od palety sloupcový graf, v tomto okně můžeme provádět opravy manipulací se třemi posuvníky: - stíny, - střední tóny, - světla (obr. 6).

Na Obr. 7 je histogram slabého obrazu. Upozorňujeme, že graf není rozložen na celý tónový interval, ale pouze na jeho část. Vlevo a vpravo od grafu není ani jeden pixel úrovně jasu.

Proto je při korekci nutné rozšířit tónový rozsah. Chcete-li to provést, přiřaďte nejtmavším pixelům nulový jas, tj. posuňte černý posuvník doprava na konec grafu a přiřaďte maximální jas nejsvětlejším pixelům, tj. posuňte bílý posuvník doleva na konec grafu. grafu (obr. 8).

Rýže. 8. Korekce tmavého obrazu v okně Úrovně se provádí posunutím černobílých posuvníků na konec grafu

Současně se změnou umístění posuvníků se mění histogram v paletě (obr. 9), který nám ukazuje, že v důsledku korekce má snímek nyní pixely v celém tonálním rozsahu (pruhovaný graf).

Rýže. 9. Změna v okně Úrovně způsobí změny v paletě Histogram

Věnujte pozornost trojúhelníku s vykřičníkem v okně palety sloupcový graf, který se objeví během opravy. Varuje, že došlo k odstranění úrovní jasu v důsledku jejich přerozdělení po celé škále. Proto se vytvořily propady hladin, které jsou dobře viditelné po kliknutí na tuto ikonu (obr. 10).

Rýže. 10. Výsledek zvýšení kontrastu v okně Úrovně a upravený vzhled histogramu po korekci Obr.

Zesvětlit a ztmavit obrázek

Chcete-li zesvětlit příliš tmavý obrázek nebo ztmavit příliš světlý obrázek, musíte změnit polohu šedého posuvníku, tedy gamu obrázku. Ve výchozím nastavení je gama 1. U tmavé fotografie se posuvník posouvá doleva (hodnota gama je větší než 1), u světlé fotografie doprava (hodnota gama je menší než 1).

Existují příklady velmi světlých nebo tmavých snímků, na kterých je nejen posunutý vrchol histogramu směrem ke světlům nebo stínům, ale celý graf úrovní jasu není rozložen v celém intervalu tónů. Pro opravu takového obrázku stačí přiřadit nulový jas nejtmavším pixelům (u světlých obrázků) nebo přiřadit maximální jas nejsvětlejším pixelům (u tmavých obrázků). Jinými slovy, přesuňte černý jezdec (pro světlé obrázky) nebo bílý jezdec (pro tmavé obrázky) do spodní části grafu. K posunu šedého posuvníku v tomto případě dochází automaticky, ale v případě potřeby lze pro zvýšení efektu posunout šedý posuvník také směrem ke světlům nebo stínům.

Na Obr. Obrázek 11 ukazuje původní světelný snímek hradu Eltz a jeho histogram. Histogram není rozložen v celém tonálním rozsahu a jeho vrchol je posunut doprava.

Pro opravu tohoto obrázku se přesune černý posuvník do spodní části grafu a hodnota gama se mírně sníží (obr. 12).

Korekce tónu pomocí křivek

Dialogové okno Křivky(Křivky) se otevře příkazem obraz(Obrázek) -> Oprava(Úpravy) -> Křivky(Curves) nebo klávesnicový ekvivalent Ctrl+M (v Mac OS, Command+M). Toto okno umožňuje provádět úpravy pomocí 14 různých bodů v tonálním rozsahu obrazu (od stínů po světla). Tónový rozsah je znázorněn jako přímá diagonální čára (obr. 13).

Chcete-li zobrazit histogram snímku současně s přímkou, zaškrtněte políčko sloupcový graf(Histogram). Kliknutím myši s klávesou Alt (v Mac OS - Option) kdekoli v souřadnicovém systému změníte krok mřížky, což lze provést také pomocí dvou tlačítek ve spodní části okna (viz obr. 13).

Chcete-li opravit obrázek v režimu úprav křivky pomocí bodů (tlačítko ), musíte do grafu přidat body a poté křivku ohnout.

Chcete-li do grafu přidat bod, jednoduše klikněte na požadované místo na přímce. V případě potřeby odstraňte kontrolní bod, musíte jej nejprve vybrat kliknutím myši a poté stisknout klávesu Backspace (v systému Mac OS klávesu Delete). Můžete na něj také kliknout při podržení klávesa Ctrl(v Mac OS - pomocí klávesy Command). Nelze odstranit koncové body křivky!

Pozornost! Pokud nejste spokojeni s výsledkem opravy, stiskněte Klávesa Alt(v MacOS - Tlačítko volby) - knoflík zrušení (Storno) se změní na tlačítko Resetovat (Resetovat). Stiskněte jej - to vám umožní zrušit neúspěšnou opravu bez zavření okna. Pak to zkuste znovu. Navíc, kromě oken korekce tónů, se účinek této klávesy rozšiřuje na většinu dialogových oken!

Zesvětlete nebo ztmavte obrázek

Pro zesvětlení nebo ztmavení obrazu pomocí dialogového okna Křivky(Křivky) musíte nastavit bod uprostřed přímky a přetáhnout jej nahoru (pro zesvětlení) nebo dolů (pro ztmavení), aby byl graf konvexní nebo konkávní. Na Obr. 14 ukazuje původní tmavý snímek ještěrky a její histogram v okně Křivky.

Pro zjasnění obrazu se přímka přemění na konvexní křivku (obr. 15).

Rýže. 15. Finální vyjasněná fotografie a ukázka korekce v okně Křivky

Vylepšení kontrastu obrazu

Pro zvýšení kontrastu snímku je nutné provést korekční přímku podobnou písmenu S. K tomu přidejte k přímce alespoň tři body (obr. 16).

Během korekce je třeba posunout horní bod nahoru a dolní bod dolů (obr. 17).

korekce tónového intervalu

Až dosud jsme zvažovali příklady obrázků, jejichž opravu bylo možné provést v okně úrovně(Úrovně) a v okně Křivky(Curves), protože korekce byla provedena na obecném tónovém rozsahu. Protože dialogové okno Křivky umožňuje nezávisle korigovat různé části křivky, tento nástroj poskytuje více možností než korekce úrovně.

Na Obr. 18 ukazuje obrázek Něvského prospektu. Histogram je posunut mírně doleva, což znamená, že na obrázku dominují tmavé pixely.

Pokud se pokusíte opravit chybu v okně úrovně(Úrovně), posunutím bílého posuvníku na konec grafu nezískáme očekávaný výsledek. Obraz se zesvětlí, ale ve světlých oblastech jsou patrné změny (obr. 19). A pokud se pokusíte zvětšit gamut obrazu, pak obloha a dekorace pro Den vítězství vyblednou spolu s domy.

Rýže. 19. Korekce v okně Úrovně obecného tónového rozsahu nedává požadovaný výsledek

V tomto případě potřebujeme zesvětlit pouze tmavé obrazy domů, světlé plochy oblohy ponechat beze změny. Chcete-li to provést, v okně Křivky(Křivky) byste měli určit interval tónů, který chcete chránit před expozicí, a interval, který chcete opravit. Pokud bez zavření dialogového okna přetáhnete ukazatel myši přes obrázek, objeví se na přímce bod odpovídající hodnotě jasu vybraných obrazových bodů.

V našem případě je interval pro opravu spodní část přímky — úhlopříčka dvou spodních čtverců. Právě v této oblasti se nachází jas pixelů tmavých fragmentů domů. Zbývající oblasti (body na přímce umístěné ve dvou horních čtvercích) musí být chráněny před nárazem. Chcete-li to provést, přidejte několik bodů v tomto intervalu (obr. 20).

Rýže. 20. Spodní interval podléhá korekci a horní je chráněn před nárazem

Chcete-li zesvětlit fragmenty obrazu, musíte udělat část korekční křivky konvexní (obr. 21).

HDR tónování

Photoshop CS5 má novou funkci - Tónování HDR(HDR Toning), která umožňuje stylizovat jeden snímek jako obrázek HDR. Lze jej však také použít ke korekci rozestupu tónů ovlivněním stínů a světel obrazu. Navíc, danou funkci umožňuje detailovat části obrazu, což je velmi výhodné v konečné fázi korekce. Takže v našem případě se fotografie Něvského prospektu v průběhu tónové korekce kromě zesvětlení potřebných ploch stala plochou. Zvýšené detaily (+105 %) a sytost obrazu (+30 %) v okně HDR tónování udělal obrázek mnohem atraktivnějším (obr. 22).

Toto okno se otevře příkazem obraz-> (Obrázek) -> Oprava(Úpravy) -> HDR tónování(HDR tónování).

Kompenzace expozice

Dialogové okno expozice(Expozice) slouží k úpravě tónu obrázků HDR, ale podporuje také 8bitové obrázky. Chcete-li jej zavolat, použijte příkaz obraz(Obrázek) -> Oprava(Úpravy) -> expozice(vystavení).

Korekci tónu lze provést změnou tří parametrů:

• expozice(Exposure) - navrženo pro korekci světlé části tónové stupnice s minimálním dopadem na nejtmavší fragmenty;
• Posun(Offset) - nahrazuje stíny a střední tóny s minimálním dopadem na světla;
• Gamma korekce(Gamma Correction) - změní gama obrazu.

Na Obr. 23 ukazuje tmavou fotografii veverky, kterou potvrzuje histogram snímku.

V tomto případě je pro opravu obrazu nutné ovlivnit samostatné sekce fotografie různými způsoby: sníh je třeba zesvětlit mnohem méně než veverka a pro její tlamu je nutné zvýšit kontrast. Tyto úkoly lze úspěšně dokončit v dialogovém okně expozice(Expozice) - obr. 24.

Rychlé nastavení tónu

Kromě funkcí diskutovaných ve Photoshopu existují nástroje, které vám umožní okamžitě opravit tón obrázku. Nevyžadují pečlivé nastavení a některé z nich vám umožňují upravit obrázek jediným kliknutím!

Oprava tónu pomocí dialogového okna Jas/Kontrast

Toto snadno použitelné dialogové okno
má pouze dva posuvníky - Jas(Jas) a Kontrast(kontrast). Korekce spočívá ve změně jejich polohy (obr. 25).

Rýže. Obrázek 25. Dialogové okno Jas/Kontrast

Automatická korekce úrovní obrazu

Automatická korekce tónů a barev se provádí v dialogovém okně úrovně(Úrovně) popř Křivky(Křivky) kliknutím na tlačítko Auto(Auto) a jeho nastavení je v dialogovém okně otevřeném kliknutím na tlačítko Možnosti(Možnosti), - viz obr. 6 a 13.

K automatické korekci obrazu podle tónů se také používají příkazy. Autotón(Automatický tón) a Automatický kontrast(Auto Contrast) z nabídky obraz(obraz).

S polovinou uvedených příkladů příkazů Autotón A Automatický kontrast zvládli úspěšně, kromě fotografií hradu Eltz, Něvského prospektu a veverek. Než provedete ruční opravu, zkuste to automatická korekceúrovně, protože v případě úspěšného výsledku vám automatické příkazy ušetří spoustu času.

Korekce tónu pomocí pipet

Dialogová okna úrovně(Úrovně) Křivky(Křivky) a expozice(Exposure) obsahují tři pipety: černou, šedou a bílou - viz obr. 6, 13 a 24.

U barevných obrázků všechna tři kapátka v oknech úrovně A Křivky se používají k odstranění barevného posunu, tedy ke korekci barev. A pro korekci tónů můžete použít černobílou pipetu, ale pouze pro polotónové obrázky. Barevné obrázky jsou korigovány na tóny pomocí všech tří kapátek v okně expozice.

Princip práce s pipetami je následující: musíte vybrat požadovanou pipetu a poté ji jednoduše kliknout na oblast obrázku, která by měla být černá, šedá nebo bílá. Vezměte prosím na vědomí, že rychlé korekce pomocí pipet nejsou vždy proveditelné. Obrázek musí obsahovat zamýšlené černé, neutrální nebo bílé plochy. Například fotografie západu slunce s největší pravděpodobností nebude obsahovat neutrální a bílou barvu.

Použití vrstev úprav

Všechny nástroje popsané v článku provádějí nevratné změny ve vrstvě obrázku. Aby nedošlo ke ztrátě původní fotografie, je nejlepší experimentovat s duplicitními obrázky nebo vrstvami. Výsledky oprav můžete také uložit jako snímky do palety Příběh(Dějiny). Pamatujte však, že když zavřete dokument s více snímky, uloží se pouze aktuální snímek. Snímky by se proto měly používat pouze k výběru nejúspěšnějšího výsledku korekce.

Další způsob, jak opravit obrázek bez ztráty originální foto- vytvořit vrstvu úprav. Vrstvy úprav vám umožňují vrátit se zpět a provést následné změny tónů bez odstranění dat z vrstvy obrazu nebo provádění trvalých změn.

Pro vytvoření vrstvy úprav použijte tlačítko s ikonou kruhu v paletě Vrstvy(vrstvy). Kliknutím na něj se zobrazí vyskakovací nabídka, ve které byste měli vybrat název nástroje pro korekci tónu: Jas/Kontrast, úrovně, Křivky nebo expozice. Po nastavení v paletě Vrstvy(Vrstvy) objeví se vrstva úprav, kterou lze stejně jako běžnou vrstvu kdykoli vypnout nebo smazat. V tomto případě tedy nedojde k nevratným změnám obrazu. Navíc můžete vytvořit několik vrstev úprav, abyste vybrali nejúspěšnější výsledek opravy. Takže na Obr. 26 paleta Vrstvy(Vrstvy) obsahuje tři vrstvy úprav s různými nástroji pro korekci tónů. Úpravy se provádějí pomocí křivek.

Histogram obrázku, dialogová okna úrovně A Křivky, se kromě tónové korekce používají k diagnostice a odstranění barevného posunu, tedy k barevné korekci, o které bude řeč v některém z příštích čísel našeho časopisu.

Jednou z nejdůležitějších vlastností televizoru při výběru je hodnota kontrastu obrazu na obrazovce televizoru. Pokud si vybíráte televizor pro kvalitu obrazu, pak určitě věnujte pozornost hodnotě kontrastu různých modelů.

A-převorství kontrast se rovná poměru jasu v světlý bod obrazovky na jas bodu, kde je obraz nejtmavší. Jinými slovy, vydělte úroveň bílé úrovní černé a získáte kontrast. Teprve nyní lze hodnoty těchto úrovní získat pouze speciální kontrolou televizoru pomocí specializovaných zařízení. Proto jednoduchý uživatel musíte věřit buď výrobcům nebo různé recenze na stránkách, kde se testují televizory. Komu více důvěřovat a jak zkontrolovat kontrast, a budeme mluvit dále.

Řekli jsme, že kontrast je jeden z největších důležité vlastnosti TELEVIZE. Výrobci se proto snaží tuto hodnotu maximalizovat, aby zlepšili prodeje. Výrobce může změřit jas pixelu v laboratoři, když je aplikován signál, který se v reálných podmínkách nikdy nepoužívá. Poté změřte jas daného pixelu při absenci signálu, což při běžném sledování není možné. Poté se vypočítá hodnota kontrastu. A tak jsou hodnoty naměřené za takových podmínek zahrnuty do produktového pasu. Z tohoto důvodu dnes vidíme, že hodnoty kontrastu mnoha televizorů jsou prostě mimo měřítko. To vše je možné, protože ve světě neexistují žádná závazná pravidla pro měření kontrastu displejů.

podíl statický (přirozený) a dynamický kontrast. Přirozený kontrast závisí pouze na schopnostech displeje, zatímco dynamický kontrast je získán v důsledku použití dalších technologií.

Statický kontrast se měří jasem bodů ve stejné scéně (nejsvětlejší a nejtmavší). Při měření dynamického kontrastu se využívají technologie k jeho zvýšení. Televizor sám při přehrávání videa upravuje kontrast v závislosti na scéně, která se nachází tento moment zobrazený na obrazovce. To znamená, že podsvícení v matici LCD je regulováno. Když je zobrazena světlá scéna, zvyšuje se světelný tok z podsvícení. A když se scéna změní na tmavou (noc, tmavá místnost atd.), tak podsvícení začne snižovat svůj světelný tok. Ukazuje se, že ve světlých scénách je v důsledku nárůstu světla z protisvětla úroveň černé špatná a v tmavých scénách je úroveň černé dobrá, ale světelný výkon se sníží. Je pro nás těžké si toho všimnout, protože ve světlých scénách dokonce i osvětlená černá vypadá úplně černá. A na tmavých scénách se jas světlých objektů zdá dostatečný. Takový rys lidského vidění.

Takové schéma ovládání podsvícení zvyšuje kontrast, i když ne tolik, jak tvrdí výrobci. Mnoho televizorů s dynamickým kontrastem totiž překonává zařízení, která nemají takové schéma nastavení z hlediska kvality obrazu.

Ale přesto budou displeje s vysokým přirozeným kontrastem oceněny výše. To lze demonstrovat zobrazením obrázku s bílým textem na černém pozadí. Na obrazovce s vysokým statickým kontrastem bude text skutečně bílý a pozadí černé. Ale displej s vysokým dynamickým kontrastem, pokud zobrazuje černé pozadí, písmena budou již šedá. Proto při hraní běžné video na obrazovce se zvýšeným přirozeným kontrastem bude obraz co nejblíže skutečnému obrazu. Například na pozadí večerní oblohy budou jasné pouliční osvětlení. A na pozadí denního světla jasná oblohačerné auto bude skutečně černé. Toto je obraz, který vidíme v kinech.

Co nejreálnější, naopak, obraz byl na obrazovkách kineskopové televizory. S příchodem éry HDTV však tyto televizory ustoupily jiným zařízením na trhu. Dnes je s domácími projektory LCOS dosahováno vysokých nativních kontrastních hodnot. První místo mezi těmito zařízeními zaujímají zařízení JVC se svou verzí D-ILA. Další na řadě je Sony s technologií SXRD. Plazmové televizory lze již zařadit na třetí místo.

Výrobci LCD televizorů zavedli v posledních letech několik technologií k dosažení úrovně kontrastu, která je možná u jiných modelů. Nejlepší výsledky Naproti tomu použití LED podsvícení s lokálním stmíváním umožňuje zvýšit kontrast. V tomto případě je nemožné nastavit podsvícení každého pixelu a chybí ovládání každé LED zvlášť, ale výsledek je i tak dobrý. Výrobci ale upustili od nejúčinnějšího typu podsvícení, kdy jsou LED diody umístěny po celé ploše obrazovky. Taková výroba se ukázala jako drahá. Dnes se používá především tzv. boční osvětlení. Zde jsou LED diody umístěny nahoře a dole. Pro boční osvětlení byla také vyvinuta schémata místního stmívání. Televizory s takovým podsvícením vykazují docela dobré výsledky z hlediska kontrastu.

Při výběru televizoru v obchodě je těžké hodnotit kvalitu kontrastu displeje. Vnější jasné osvětlení ruší, obrazovky mohou mít jiný povlak: antireflexní nebo lesklý. Skutečná hodnota kontrastu není vždy zapsána v pasu, protože ji výrobci měří v laboratořích a když jsou na obrazovku aplikovány speciální signály. Ani po přečtení pár recenzí na internetu není vždy jasné, jaká je skutečná hodnota kontrastu. Každý si to totiž měří po svém.

Jíst několik metod měření kontrastu. Nejprve se na vstup přivede černé pole a změří se jas a poté se přivede bílé pole a změří se jas. Je dosaženo dobrého kontrastu, ale skutečný pohled nikdy nebude zcela bílý nebo zcela černý obraz. Současně, když je na televizoru zobrazen běžný video signál, je zapnuto zpracování videa, které také provádí své vlastní změny. Pravdivější údaje poskytuje test podle metody ANSI, kdy je na obrazovku přiváděna šachovnice s bílými a černými poli. Je to spíš jako normální obrázek. Bílé okraje však ovlivní měření hodnoty jasu černých okrajů. Takže jeden správnou metodu není tam měření kontrastu.

Takže doporučení pro výběr televizoru s dobrým kontrastem zůstávají stejná. Pokud budete sledovat převážně filmy ve stínu místnosti, pak je nejlepší plazma. V dobře osvětlené místnosti bude LCD TV ukazovat dobré výsledky LED podsvícení kvůli jeho velkému jasu. Mezi tyto modely můžete umístit LCD TV, pokud existuje rezerva pro světelný výkon. A musíte si pamatovat to hlavní, co jakákoli televize potřebuje správné nastavení. Správným nastavením jasu a kontrastu zařízení získáte nejlepší kvalitu obrazu.

Dodatečně:

Jas obrazovky

Čím jasnější je obrazovka, tím méně musíte namáhat oči, abyste pohodlně viděli obraz. To platí zejména v případě, že se musíte dívat na televizi za jasného denního světla. Při sledování 3D obrazu je jas obrazovky ještě vyšší důležitá role kvůli potřebě brýlí. Jakékoli 3D brýle (pasivní polarizovaná nebo aktivní závěrka) ztmaví obrazy, které jsou vnímány očima.

Minimálně dostačující pro pohodlné prohlížení TV má ve většině případů jas 450 cd/m2. S růstem úhlopříčky obrazovky se také zvyšuje indikátor jasu v televizním pasu. Pokud u 19palcových LCD televizorů může být jas 250 cd / m2, pak u 36palcových - alespoň 500 cd / m2. Pro místnosti s proměnným osvětlením televizory často využívají vestavěný senzor okolního světla, který sám upravuje jas podsvícení obrazovky.

Jas plazmové televizory se může pohybovat od 1000 do 2000 cd/m, což je mnohem více než u jiných typů televizorů. Někteří výrobci plazmových televizorů ani nepovažují za nutné tuto charakteristiku uvádět. Je třeba pouze poznamenat, že nadměrné zvýšení jasu dále zvyšuje již tak poměrně velkou spotřebu plazmových televizorů.

Chcete-li zkontrolovat jas, během vysílání zápletky s normálním osvětlením (například zprávy) snižte hodnotu jasu na televizoru na minimum a poté na maximum. Minimálně by měl obraz pro oči znatelně ztmavit a maximálně by mělo dojít i ke znatelnému rozjasnění obrazu. Zároveň jasně vidíte, jakou rezervu jasu má tento televizor.

Kontrast obrazu

Hodnota kontrastu ukazuje, kolikrát je jedna oblast obrazu jasnější než druhá. V cestovním pasu televizoru je kontrast obvykle zapsán ve tvaru, například 800: 1, což ukazuje poměr úrovně bílé na obrazovce k úrovni černé. Až dosud LCD televizory v kontrastu zaostávají plazmové panely. Mezi televizory s malou velikostí obrazovky je minimální dostatečný kontrastní poměr 600:1. LED televizory mají vyšší kontrast obrazovky (až 1200:1).

Když ale přijdete do obchodu a prohlédnete si technické specifikace, můžete vidět deklarovaný kontrastní poměr 6000:1, 7000:1 a dokonce 10000:1. Nedivte se tak vysokým číslům. Jedná se o takzvaný „dynamický kontrast“, který je poskytován speciální technologie. Při zobrazení jasnějšího snímku se zvýší i jas podsvícení snímače a v tmavých scénách se jas podsvícení sníží. Ve scénách s vysokým jasem nejsou tmavé oblasti obrazu tak důležité, protože naše oko je vnímá jako velmi tmavé, takže zvýšení jasu podsvícení nezkresluje celkový obraz. Stejné je to s tmavými scénami – naše oko vnímá světlé oblasti jinak, což umožňuje snížit jas podsvícení.

Chcete-li měřit dynamický kontrast, vezměte úroveň bílé při nejjasnějším podsvícení a úroveň černé při nejnižším podsvícení. Tak získáte velké hodnoty. Kontrast obrazovky však v žádném okamžiku nepřekračuje hodnotu statického kontrastu. Dynamický kontrast funguje pouze při změně obrazu. U velkých LCD televizorů, kde jsou všechny nevýhody nízkého kontrastu zvláště viditelné, se kontrastní poměry pohybují od 1000:1 do 1600:1.

Plazmové televizory mohou dosáhnout statického kontrastního poměru 30 000:1 nebo více, zatímco dynamické kontrastní poměry již překročily 1 000 000:1. To je způsobeno schopností plazmy zcela uhasit svůj pixel do dokonalé černé.

Životnost lampy nebo LED

Tento parametr ukazuje, jak dlouho může fungovat podsvícení v LCD televizoru nebo LED v LED při zachování jeho výkonu. Dnes je životnost lampy přibližně 60 000 hodin a LED - až 100 000 hodin. V překladu to vyjde zhruba na 7 let nepřetržitého provozu, takže při výběru televizoru můžete tento ukazatel ignorovat.