PROJET MTI: Rehaussement de Contraste et Morphologie Mathématique


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Rehaussement de contraste d'une fonction

Le rehaussement de contraste morphologique d'une fonction f est défini à partir d'une fonction minorante f_min, d'une fonction majorante f_maj et de deux paramètres a et b positifs ou nuls tels que a+b soit inférieur à 1. Le résultat de cette transformation g est obtenu par le "basculement" de la fonction f vers f_min ou f_maj suivant les conditions suivantes:

 
. g(x)= f_min(x)
si f(x) est inférieur à f(x)+ a.(f_maj(x)-f_min(x))
 
. g(x)= f(x)
si f(x) est compris entre f(x)+ a.(f_maj(x)-f_min(x)) et f(x)- b.(f_maj(x)-f_min(x))
 
. g(x)= f_maj(x)
si f(x) est supérieur à f(x)- b.(f_maj(x)-f_min(x))
 

La morphologie mathématique fournit les fonctions minorantes à partir des transformations comme l'érosion ou l'ouverture par un élément structurant centré. De même les fonctions majorantes sont fournies à partir des transformations comme la dilatation ou la fermeture.

Application aux images à niveaux de gris

Une image à niveaux de gris peut être vue comme une fonction f de RxR dans R.
A cette fonction f, nous pouvons appliquer la transformation de rehaussement de contraste définie précédemment en choisissant par exemple comme majorant la fermeture et comme minorant l'ouverture.
Définissons la fonction fy de R dans R tel que fy(x)= f(x,y). Cette fonction donne une interprétation de l'image suivant une ligne (à y constant).
Lorsque la fonction fy (courbe verte) dépasse le seuil supérieur (fy- b.(fy_maj-fy_min), courbe magenta) la fonction de rehaussement (courbe noir) prend alors la valeur de la fermeture de fy (courbe rouge).
Lorsque la fonction fy est inférieure au seuil inférieur (fy+ a.(fy_maj-fy_min); courbe cyan) la fonction de rehaussement prend alors la valeur de l'ouverture de fy (courbe bleue).
Enfin quand la fonction fy reste comprise entre ces deux seuils, la fonction de rehaussement prend les valeurs de fy.
Le schéma suivant illustre ce principe de rehaussement morphologique d'une fonction par un élément structurant binaire: