Utjecaj gama-korekcije na izgled slike

undergraduate thesis

• Title (english): Influence of Gamma Correction on Image Appearance
• Author: Emanuel Loborec
• Mentor: Sonja Grgić (mentor)
• Committee member: Sonja Grgić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Tomislav Kos (član povjerenstva)
• Committee member: Gordan Ježić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; Zagreb
• Defense date and country: 2019-09-04, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Computing
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Electrical Engineering

Abstract

Gama-korekcija je nelinearna operacija za kodiranje i dekodiranje luminancije ili primarnih boja slike. Njena svrha je prilagoditi generiranje i prikaz slike tako da bude što sličniji percepciji ljudskog vidnog sustava. Kako vidni sustav čovjeka nelinearno percipira svjetlost, potrebno je nelinearno distribuirati svjetlost slike kako bi ona izgledala prirodno. To se radi koristeći model percepcijski uniformne kvantizacije svjetlosti. U suvremenim uređajima, svjetlost se prima i reproducira koristeći 3 komponente: crvenu, R (engl. red), zelenu, G (engl. green) i plavu, B (engl. blue), što nazivamo RGB modelom boja. Primjenu gama-korekcije na slike ostvarujemo pomoću Python programa koji koristi biblioteke NumPy, cv2, Matplotlib i Seaborn. Funkcije za obradbu
slike i prikaz usporedno prikazuju originalne slike, slike obrađene različitim vrijednostima faktora gama, luminancije tih slika i pripadne histograme. Gama faktor utječe na raspodjelu veličina komponenti slike, pri čemu se s gama faktorom manjim od nula raspodjela pomiče prema minimalnoj vrijednosti intenziteta, a u suprotnome prema maksimalnoj. U skladu s time vidimo razlike u izgledu slike, pri čemu se gubi većina prepoznatljivosti slike kako se gama faktor udaljava od početne vrijednosti, koja je jedan. Zbog svojstva nelinearnosti gama-korekcije, distribucijski izražene komponente boja pri rubnim vrijednostima, nakon gama-korekcije postaju još izraženije. S druge strane, komponente srednjeg intenziteta koje su na slici malo zastupljene su također zastupljenije nakon gama-korekcije, što vizualno izmjenjuje boje u slici.

Abstract (english)

Gamma-correction is a non-linear operation for coding and decoding luminance or
primary colors of an image. Its purpose is to adjust display of an image, in accordance
with the human visual perception. The nonuniform perception of intensity requires a
nonlinear distribution of light to look natural, so the model of perceived uniform quantization
of light is used. In modern devices, light is captured and emitted with 3 components:
red, green and blue, which form the RGB color model. Gamma-correction
is applied using a Python program which uses NumPy, cv2, Matplotlib and Seaborn
libraries. Functions for adjusting images and their display comparatively show original
images, adjusted images with different gamma values, their luminances and belonging
histograms. Gamma value affects the distribution of image components, by moving the
distribution to the minimal values if the gamma value is smaller than 1 and the opposite
if the gamma value is larger than 1. The image appearance is changed according to the
histogram. As gamma value is further from 1, more details of an image are changed
to too bright or too dark. Because of nonlinear nature of gamma correction, more high
values of an image get even higher after the transformation. Furthermore, components
of medium intensity are also more frequent after the transformation, which greatly
visually impacts the colors on the image.

• Keywords: gama-korekcija; RGB; luminancija; boje; HDR
• Keywords (english): gamma-correction; RGB; luminance; colors; HDR
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:215410
• Study programme: Title: Computing; Study programme type: university; Study level: undergraduate; Academic / professional title: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka računarstva (sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka računarstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2020-01-07 19:43:22