【问题标题】:Differences between gamma correction and exposure in image processing图像处理中伽马校正和曝光的区别
【发布时间】:2012-10-02 07:44:54
【问题描述】:

有人知道伽玛和曝光之间有什么区别吗?以及图像处理中的伽马校正和曝光调整有什么区别?

【问题讨论】:

标签: image-processing


【解决方案1】:

由于您没有图像处理背景,我将从基础开始

1) 每个数字图像都有一个动态的灰度级范围。现在灰度级只不过是最终对应于颜色的值。假设单色图像(黑白图像)只有 2 个灰度级,即 0 和 1,其中 0 表示黑色,1 表示白色。这里的动态范围是[0-1]。在这些图像中,每个像素都存储为一个位。

类似地,灰度图像中有灰色阴影。这里每个像素存储为 8 位,因此动态范围为 [0-255]。如何?只需应用公式 (2^n -1),其中 n 是位数。即 (2^8 - 1) 即 256-1 = 255。

同样有彩色图像是 24 位图像。通常图像中灰度级的动态范围由 [0 - L-1] 给出,其中 L 是灰度级数。

2) 现在,一旦您了解了什么是动态范围,就让我们来了解 Gamma 校正。
Gamma 校正只不过是一种压缩图像动态范围的功能,以便我们可以更好或更准确地查看图像。但是为什么我们需要压缩动态范围呢?

最好的日常示例是在我们看不到星星的白天,原因是太阳的强度与我们看不到星星的星星的强度相比是如此之大在白天。

类似地,当图像中的动态范围很高时,我们无法正确看到图像。因此我们可以使用伽马校正来压缩图像的动态范围

3) Gamma 校正可以写成 g(x,y) = c * f(x,y) ^ # 其中 # 是 gamma 的符号(因为我不知道如何写 gamma 符号在这里,我使用了#),f(x,y) 是具有高动态范围的原始图像,g(x,y) 是修改后的图像。 C 是一个正常数。

4)如前所述,曝光在相机中的现象的答案中。我不太了解它,因为它不在我目前正在学习的图像处理课程中。

【讨论】:

  • 哇...这个解释清楚又好!非常感谢@R122。伽玛校正是否适用于所有类型的图像,例如 jpeg?
  • @ATZ---- 我只是图像处理的初学者,据我所知,伽马校正适用于所有类型的图像
  • +1 - 好答案。但是,我认为它缺少一个小东西 - 需要压缩,因为人类对光强度有对数感知。
【解决方案2】:

Gamma 校正是一种非线性全局函数,可压缩图像中的某些范围。从人类视觉的角度来看,它主要用于提高效率,采用定点格式。它在原始文件中不存在,但在 JPEG 中存在。每个像素都经过以下变换:

 y = x^p

曝光是相机中的一种物理现象。另一方面,曝光调整是线性全局函数。它主要用于补偿相机中曝光不足或过度的情况:

 y = a*x

【讨论】:

  • erm..谢谢你,但你能用更简单的方式解释一下吗?谢谢。 x,p 和 a 是什么?
  • x 是曝光值,照射到传感器的光量,p 是伽马校正因子,a 是曝光校正乘数。它表明伽马校正是非线性的(不会对所有曝光值产生同等影响),而曝光是线性的(将所有曝光值相乘)
【解决方案3】:

曝光表示到达相机 CCD(或胶片上的银离子)的总光量。它可以表示为撞击图像记录元件的光子数。

胶片和 CCD 都经过校准以预期一定数量的光(一定数量的光子),以便能够创建“平均”图像。 “预期”光量越高,胶卷(或相机设置)的 ISO 值越低 => 为了获得正常图像,100 ISO 的胶卷(或相机设置)比 100 的胶卷需要更多的光3200 ISO,因此使用 3200 ISO 胶片进行夜间摄影。

下一步:相机。当您想拍摄照片(= 让光子撞击您的 CCD 或胶卷)时,您需要打开相机的光圈。根据您打开隔膜的程度,您的图像的性质会发生变化(从艺术的角度来看)。如果您的光圈全开,大部分未完全对焦的图像将变得模糊(例如,用于人像摄影)。相反,如果您的光圈在曝光期间只打开一点点,那么您的大部分图像都会非常清晰。这经常用于风景摄影。

由于您的胶卷(或 CCD)在给定 ISO 值下需要一定量的光,因此很明显,较小的光圈开口需要较长的曝光时间,而较大的光圈需要很短的时间。

关于这个主题的好书是 Ansel Adams 的系列“The Camera”、“The Negative”和“The Print”。

结论:曝光和伽马校正是不同的东西。 - 曝光是您在使用相机创建初始图像时需要控制的参数的一部分。 - 伽玛校正与图像文件的后续操作有关。我不确定“伽玛校正”的概念是否在电影中使用。

【讨论】:

    【解决方案4】:

    基本上:

    Gamma 是一个监视器。

    曝光是相机的事。

    【讨论】:

    • 这个答案基本上没用。
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