111年:放射診斷(2)

某影像的像素數值( pixel value )經由加馬轉換函數( gamma transformation )轉換得到輸出影像,此函數的加馬值( gamma)小於 1 的情況下,下列何者正確?(像素數值 0 用最黑來顯示,像素數值 255 用最白來顯示)

A輸出影像變較白
B輸出影像變模糊
C輸出影像變較黑
D輸出影像變清晰

詳細解析

本題觀念:

本題考查數位影像處理(Digital Image Processing)中的加馬轉換(Gamma Transformation,或稱伽瑪校正 Gamma Correction)。加馬轉換是一種非線性的點處理(Point processing)技術,主要用於調整影像的整體對比度與亮度。

其基本數學轉換公式為:S=cRγS = c \cdot R^\gamma

  • RR 為輸入的像素數值(運算時通常正規化至 0 到 1 之間)。
  • SS 為輸出的像素數值。
  • cc 為常數(通常設定為 1)。
  • γ\gamma 即為加馬值。

在常見的 8-bit 灰階影像中,數值 0 代表最暗(最黑),數值 255 代表最亮(最白)。將像素數值正規化到 區間後進行加馬轉換,再映射回區間後進行加馬轉換,再映射回 的範圍,加馬值(γ\gamma)的大小將直接決定輸出影像亮度的變化趨勢。

選項分析

  • (A) 輸出影像變較白:正確。當 γ<1\gamma < 1 時,因為輸入值 RR 介於 0 與 1 之間,對其取小於 1 的次方會使得輸出值 SS 變大(即 Rγ>RR^\gamma > R)。舉例來說,若輸入像素值為 0.25,γ\gamma 設定為 0.5,則輸出值為 0.250.5=0.50.25^{0.5} = 0.5。由於數值變大代表向 1(對應最白 255)靠近,

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