2009) 4 (22 المجلد مجلة ابن الھیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة قیمة التباین لصور مختلفة اإلضاءة تخمین تقنیات ، كاظم جواد الشجیري* زهیريسلیمة سلطان سلمانعلي عبد داود الزكي ، قسم الفیزیاء ، كلیة العلوم ، الجامعة المستنصریة امعة بغدادج، كلیة الصیدله* الخالصة ان التشوه الذي یصیب الصورة غالبا ما یؤثر في كم المعلومات الموجـودة فیهـا ویـضعف مـن حـدتها ویقلـل تباینهـا ومـن ـاطق المختلفــة وتقــل وضــوحیة الـــصورة الــصور االختباریــة لتحدیــد جـــودة عملتــست. ثــم یــؤدي الــى تــداخل التفاصـــیل للمنـ ة، إذ اعتمــدنا فــي دراســتنا صــورة اختباریــةالـصورة وكــشف قــدرة التحل نــصفها اســود ونــصفها یــل لألنظمــة البــصریة المختلفــ حافـات فـي المختلفـة لتقـدیر التبـاین فـي منـاطق تم دراسة التبـاین فـي منطقـة التمـاس، إذ اقتـرح تقنیـات عدیـدة .االخر ابیض .لصور تحت شروط اإلضاءة المختلفة التباین كفوءة في تحدید التباین لات الصورة، إذ كانت نتائج تقنی المقدمة الـصورة بانهـا التحـسس الـضوئي لإلشـارات الواصـلة الـى الكاشـف الـذي یكـون عبـارة عـن فلـم ثنـائي او عبـارة عـن تعرف ة بـشكل مـصفوفة ثنائیـة األبعـاد، او یمكـن تعریفهـا علـى انهـا عبـارة عـن تمث یـل مجموعة من المتحسسات االلكترونیة المرتبـ . بصري لألشعة الواصلة للمتحسس من الجسم سواء كانت منعكسة أو منبعثة منه او كلیهما ًان أي منظومة تصویر تعطي تحسسا صوریا قد یكون مألوفا لعین اإلنسان مثل المنـاظر والمـشاهد أو قـد تعطـي صـورا یـتم ً ً ً طة عــین اإلنــسان، مثــل الــصور الرادیویـــة تحســسها بتحویــل الــشدة المتحســسة الــى شــدة ضــوئیة بحیــث یمكــن رؤیتهــا بوســا Radio Images وصـور األشـعة الـسینیة ،x – Ray Images . معظـم الـصور الناتجـة مـن منظومـات التـصویر تكـون ًوضـوحیتها الحیزیـة محــددة عـادة بــسبب تـأثیرات الزیـوغ والحیــود الحاصـل فــي المنظومـة فـضال عــن ذلـك التــشوهات التـي قــد للـضوء ) مـدة التعـرض ( كما تتحدد وضوحیة الصورة بطبیعة المتحسس وزمن التعرض . اإلشارةتحصل في أثناء تسجیل ان جـودة الـصورة الناتجـة تعتمـد علـى قـدرة المتحـسس التحلیلیـة . وسرعة استجابته التي تؤثر في إضائیة الصورة وحـدة تباینهـا ة بعملیـــة التـــصویر ـــى الظـــروف المحیطــ ة ســـطح الجــسم وعل ـا تعــرف قـــدر. وطبیعــ ــي تمتلكهــ ـا القابلیــة التـ ة التحلیــل علـــى انهــ المنظومة البصریة على الفصل بین صورتي نقطتین متجـاورتین مختلفتـین فـي الـشدة الـضوئیة او اللونیـة، إذ ان تحدیـد كفایـة ة ــفیالمنظومة البصریة ال یستطیع ان یحددها اسلوب قیاس قدرة التحلیل للمنظومة بصورة كاملة ألنه ال یعطي معلومات كا Optical حـول قابلیتها لتصویر الترددات الواطئة وال یمكن تحقیقها اال باالستعانــة بدالة االنتقـال البصـري التي یرمـز لهـا Transfer Function ( OTF ) . تعـد هـذه الدالـة اهـم الـدوال المـستعملة لفحـص كفایـة المنظومـة البـصریة وتقیـیم جـودة إذ الـصور عـادة تمثـل بدالــة . Frequency Response Functionالـة االسـتجابة للتـردد الـصورة التـي تـسمى ایـضا بد ـاد المكانیــة ـة عـن مــركبتین همــا مركبــة الــضوء الـساقط f(x,y)ثنائیـة اإلبعـ التــي تعتمــد علــى طبیعــة i(x,y) وتكــون ناتجـ مركبـة علـى طبیعـة األجـسام التـي وتعتمـد هـذه الr(x,y ) المصدر الضوئي و المركبة األخرى هي مركبة الضوء المـنعكس .یسقط علیها 2009) 4 (22 المجلد مجلة ابن الھیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة ــاین . الــضوء إن اصــغر فــرق فــي الــشدة الــضوئیة ممكــن تحســسه بــین جــسمین متجــاورین فــي الــصورة یــدعى وضــوحیة التبـ Contrast Resolutionالتبـاین بأخـذ الفـروق فـي الـشدة الـضوئیة لعناصـر الـصورة المتجـاورة، وهــذا ؛ لـذا یمكـن قیـاس هـذا ً لقیـاس جـودة الـصورة كمیـاًا مهمًایعد مقیاس امیرات تـصویر او أجهـزة ان . ّ دراسـة كفایـة المنظومـات البـصریة سـواء كانـت كـ ییـز المكـاني وتمییـز الـشدة واللـون عرض تلفزیونیة او دراسة قدرة تمییز العین تعتمد بشكل أساسـي علـى دراسـة وضـوحیة التم ة تـأثیر اإلضـائیة وهذا عادة یدرس من خالل دراسة التباین واإلضاءة، هناك العدید من الدراسات الـسابقة التـي اهتمـت بدراسـ والتباین على جودة الصورة وهي كما یأتي فـات الموجـودة فـي الـصور ذي طریقة لحساب التباین فـي الكـشف عـن الحا .Johnson R.Pث استعمل الباح1990عام - للكـشف عـن الحافـاتج) 5 5(اإلضـاءة غیـر المتـساویة والقلیلـة، إذ اسـتخدم الباحـث نوافـذ حیزیـة ذا عوامــل التـدرج وبأبعـاد [1] . دراســة حـول تــأثیر اإلضــاءة والتـردد المكــاني فـي تحــسس التبــاین مـا فــوق العتبــة Eli peli اجــرى الباحـث 1996عـام - ط اختباریة مختلفة اإلضاءة والتردد المكاني لغرض مقارنة التباین، یكون معدل اإلضاءة لألنماط االختیاریة باستعمال أنما cd/ m (5 – 0.5 )یكـون فـي المـدى 2 ، لكـل مجموعـة مـن التجـارب cycles / degree (16 – 1) والتـردد المكـاني لهـا ي بینما تكون اإلضاءة ثابتة، وجد ان انخفاض التباین المحـسوس كان التردد المكاني لالنماط االختیاري یتغیر بشكل عشوائ ان نتائج هذه الدراسة مهمة للنماذج البصریة المـستعملة . لألنماط االختباریة یكون بشكل خطي مع االنخفاض في اإلضاءة . [2] في تحلیل جودة الصورة ة خوارزمیـة لتحـسین ا2003 عـام William B. Thomposاقتـراح العـالم - لـصور للمنـاظر اللیلیـة وذلـك مـن خـالل تقنیـ ٕجعـل الـصورة المـأخوذة فــي النهـار وكأنهـا صـور لیلیــة مـن خـالل تقلیــل التبـاین والـسطوع لكـل الــصورة واضـافة تـشوه للــصورة . [3]ا، وخسارة في الحدة البصریة ومقدار التشوه الحاصل فیه Blur ٕواعطاء الصورة اللیلیة التي تكون ذا غشاوة عالیة ـام Martin Cadik , Pavel Slavikلباحثـان - دراسـة لتقیـیم جـودة الـصورة باالعتمـاد علـى الخــواص یـا أجر2004 عـ البصریة للتحسس البشري، إذ استعمال في هذه الدراسة صور مضغوطة بشكل منتظم وصور مـضغوطة بـشكل غیـر منـتظم .[4]تشابه واالختالفثم تمت مناقشة أداء االنموذجین باالعتماد على أوجه ال تباین الصورة التي Background Brightnessٕ واضاءة الخلفیة Object Brightnessالتباین هو النسبة بین إضاءة الجسم یمكن تحسین ان تحسس التباین یعتمد على التوزیع الحیزي للمناطق المضیئة والمعتمة في الصورة و.تحیط بالجسم الخاصیة، إذ یمكن استعمال مرشح لغرض تحسین نسبة التباین في الصورة وذلك عن طریق طرح الصور باستخدام هذه یوضح دالة التحسس ) 1(نسبة معینة من قیمة كل وحدة لونیة في الصورة وذلك لزیادة التباین بین نقاط الصورة الشكل Contrast Sensitivityللتباین لدى اإلنسان Function ومختصرها CSFعتمد على اإلضاءة والتوزیع الحیزي التي ت .[5,6]لأللوان في الصورة فكلما زاد التردد، قلت قدرة العین على تمییز األلوان قیاس تباین الصورة ان مقاییس التباین األكثر شیوعا هي تباین ویبر ـاط ـا مـا یــستخدم لألنمـ اییس تبــاین اإلضـاءة وغالبـ م الــصغیرة حـادة الحــواف، مثــل األجـسا( یعـد تبــاین ویبـر مــن أقـدم مقــ ).2(كما في الشكل ) الرموز، ورموز النص على خلفیات متماثلة وتكون اكبر من الرموز 2009) 4 (22 المجلد مجلة ابن الھیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة : [6,7]ان مقیاس ویبر یعبر عنه بالصیغة الریاضي (1) ....... I II c b bs w   تباین ویبر Cw إذ I s ، Ib اضائیة الرمز والخلفیة على التوالي تباین فرق االضائیة : [7] ان فرق االضائیة تعطي وفقا للعالقة االتیة …… (2) bsR IIC  . تباین فرق االضائیةCR إذ ان Is ،اضائیة الرمز Ib اضائیة الخلفیة. تباین مایكلسون ).3( كما في الشكل textures Image یطبق هذا المقیاس على الصورة ذي األنماط الدوریة، مثل صورة النسیجة : (7)یحسب تباین مایكلسون باستخدام العالقة اآلتیة II II CM mi nma x mi nma x    ……… (3) . تشیر الى االضائیة العالیة والواطئة على التوالي Imin و Imaxإذ ان :([8] تعطى بالعالقة اآلتیه Contrast noise ratio (CNR)ان نسبة التباین الى الضوضاء (4) .....  n bs II CNR   . االنحراف المعیاري للضوضاءn إذ التبـاین هـو االخـتالف فـي الخـصائص البـصریة التـي تجعـل عناصـر الـصورة قابلـة للتمییـز لالجـسام المختلفـة وفـصل بعـضها ـا . ا عـن الخلفیـةعـن الـبعض االخـر وفــصله ـام البـصري البـشري هـو أكثــر حـساسیة للتبـاین مــن اإلضـاءة فلهـذا یمكننـ ان النظـ ـة نفـسها ( تحـسس الـصورة باســلوب واحـد أثر باإلضـاءة وبعدســة . بـالرغم مــن شـدة اإلضـاءة) الـشكل او الهیئـ ان التبــاین یتـ .[4]التصویر حساسیة التباین ایر فـي شـدة محاطـة (I + I )افتـرض ان بقعـة ضـوئیة ذو شـدة . اإلضـاءة تكـون غیـر خطیـة ان استجابة العین للتغـ خـالل . I بوصـفها دالـة I ان اختالف التغایر الملحوظ یـتم تحدیـده مـن خـالل .(4)كما في الشكل Iبخلفیة ذي شدة ثابتة تة تقریبـا وقیمتهـا حـوالي تكون ثابWeber Fraction التي تسمى كسر ویبر (I /I)مدى واسع من الشدات وجد ان نسبة ذلـك ان ویعنـي(5) ان هـذه النتیجـة ال تبقـى ثابتـة عنـد الـشدات الواطئـة جـدا او العالیـة جـدا كمـا موضـحة فـي الـشكل 0.02 (I + I ) والثانیـة Iبقعتـین ضـوئیتین واحــدة ذو شـدة ) 5(یوضـح الـشكل . حـساسیة التبـاین تعتمـد علـى شـدة مـا یحیطهـا .(5) كما موضح بالشكلI رسمت دالة لشدة الخلفیة I/I، وان قیمة كسر ویبر I0ة مختلفة محاطتان بخلفیة ذي شد 2009) 4 (22 المجلد مجلة ابن الھیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة نتـه بالمــدى الــذي یمكـن مقار(4) لـوحظ ان المـدى الــذي یبقـى فیـه كــسر ویبـر ثابـت قــد قـل بـشكل كبیــر مقارنـة بالـشكل لـذا یمكـن dI/Iوبمـا ان تفاضـل لوغـاریتم الـشدة هـو [9].ة لمعظـم أنظمـة التـصویر االلكترونیـ Dynamic Rangeالحركـي ا كـسر ویبـر ربط التغایرات في لوغاریتم شدة الضوء بالتغایرات الملحوظة في كثافـة الـضوء فـي منطقـة الـشدة التـي یكـون فیهـ . [10]معالجة الصوریة التي تتم بها على لوغاریتم شدة نقطة الصورة عوضا عن الشدةثابت لهذا فان العدید من أنظمة ال ) لتخمین التباین و االضاءة(منظومة العمل ة باضـائیات مــصباح التنكـستن المختلفـة وهـي صـورة اختباریــة (color bar)لحـساب التبـاین للـصورة االختباریـة - الملتقطـ ). 6(حساب التباین لها باستخدام منظومة التصویر الموضحة بالشكل تم . نصفها اسود والنصف االخر ابیض مكونات منظومة التصویر .( Sony Video lens / Optical 20 )الكامیرا الفدیویة .1 لقیـاس شـدة اإلضـاءة المنعكـسة وتكـون وحـدة قیـاس ( Photo Transistor Detector )الترانزستور الـضوئي الكاشـف .2 .( Lux )ضاءة اللوكس شدة اإل وتقـدر ) حاصـل ضـرب التیـار والفولتیـة ( ولتمیتر وامیتر لقیـاس الفولتیـة المـسلطة والتیـار المـار ومنهمـا یـتم تحدیـد القـدرة .3 . ( watt ) القدرة بوحدة : واهم خصائصه) مصدر اإلضاءة ( مصباح التنكستن .4 ( w 100 ) القدرة - . volt ( 250 – 0 ) الفولتیة - .یبعث أطوال موجیة بنسب تختلف قلیال عن األطوال الموجیة لضوء الشمس التنكستن المختلفة بوساطة الكامیرا الرقمیة وتمت عملیة التسجیل على شـكل مقـاطع فدیویـة إذ التقط صور عدیدة الضائیات امیرا الرقمیـة بوسـاطة ثابتـة ویـتم نقـل هـذه المقـاطع الفدیویـة الـى ال min 1.5مـــدة المقطـــع حـوالي حاسـبة عـن طریـق ربـط الكـ ة نقـل المقـاطع الفدیویـة الـى الحاسـبة T.V cartكیبـل ربـط الـى تم تقطیعهـا وترتیبهـا وفقـا الـى قیمـة الفولتیــة یـ بعــد عملیـ وخزنهـا صـورا منفـصلة ( Ulead Video Studio 9 )المسلطة علـى منظـوة اإلضـاءة فـي إثنـاء التـصویر بوسـاطة برنـامج ( bit 24 ) وممثلة ( Bitmap )یغة بص لكل نقطة حافة في الصورة L واإلضاءة RGBخوارزمیات حساب التباین للحزم اللونیة في هذه الدراسة اقترحت تقنیات عدیدة تعتمد مناطق الحافات بین مناطق الصورة المختلفة لحساب تباین الصورة : وهذه التقنیات هيRGB وللمركبات اللونیة Lضاءة الرقمیة حیت یتم حساب التباین لمركبة اإل  التباین المباشر ( حساب التباین باالعتماد على اعلى و أوطىء شدة( وتطبیقهـا علـى نقـاط الـصورة فـي منـاطق الحافـات فقـط ویـتم ذلـك (3) تعتمد هذه التقنیة على استخدام معادلة التباین ة فـي الـشدة لعناصـر الـصورة cimg (i,j ) فـي الـصورةبأخذ نافذة ثالثیة حول نقطة الحافـات والبحـث علـى أوطـأ وأعلـى قیمـ :التابعة للحافات وخطوات هذه التقنیة هي كما یأتي  القیم المدخلهinput الصورة ) عرض Iw ارتفاع ، Ih( المراد حساب تباینھا والمعرفة ابعادھا cimg (I,j ) الصورة -1 .ض الكشف الحافي لغرth قیمة العتبة -2 2009) 4 (22 المجلد مجلة ابن الهیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة  القیم المخرجة output .eimg (i,j ) صورة الحافات -1 . mct معدل التباین -2 . ct االنحراف المعیاري للتباین -3 ــوات العمل ـــ ـــــ خطـ ـــق مؤ-1 ر س�وبل عل�ى ال�صورة نطـب �ة مح�ددة cimg (i,,j)ثــ� ، eimg (i,j ) للح�صول عل�ى ص�ورة الحاف�ات th بعتب . Nedgثم نحسب عدد نقاط الحافات نحسب مقلوب عدد نقاط الحافات في الصورة -2 ive = edgN 1 . عدد نقاط الحافات Nedg حیث -:طة حافة كما یلي نحسب التباین لكل نق– 3 -i نفتح دورتي مسح للصورة . For i = 1 To Ih For j = 1 To Iw ii - نختبر كل نقطة من نقا ط الصورة ( i , j ) اذا كانت تمثل حافة if eimg ( i , j ) represent edge point  نضع Max = cimg ( i , j) Min = Max  نفتح نافذة ثالثیة( 3 3) حول النقطة ( i , j ) لمصفوفة الصورة cimg (i,j ) كما یلي For i1 = i – 1 To i + 1 For j1 = j + 1 To j + 1  نحسب اصغر واكبر عنصر في النافذة كما یلي if Min > cimg(i1 , j1 ) Then Min = cimg ( i1 , j1 ) if Max < cimg ( i1 , j1 ) Then Max = cimg ( i1 , j1 )  ننھي دورتي النافذة الثالثیةNext : Next  نجري االختبار األتي لحساب التباین if Min >= Max Then فاذا كانت المنطقة متجانسة فان التباین یساوي صفر C =0 واال فیحسب التباین Else نحسب التباین من العالقة اآلتیة C = ( MinMax MinMax   ) iii – ننهي الشرط .end if - iv كما یأتي( 255 – 0 ) إلى ( 1 – 0 ) توسیع مدى التباین من : ct = Round – integer ( C  255 ) v - ــب احتمالیات ــــ باستخدام الصیغة ( ct )التباین لكل نقطة حافة ) تكراریات ( نحسـ : اآلتیة hist ( ct ) = hist ( ct ) + ive vi - ننهي الشرط الخطوة ii. End if 2009) 4 (22 المجلد مجلة ابن الهیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة -vii ننهي دورتي مسح الصورة .Next : Next : التباین وكما یأتي) تكرایات ( للصورة باستعمال احتمالیات ctواالنحراف المعیاري mct نحسب معــدل التباین- 4  نضعCM = 0 و SCM = 0 قیم ابتدائیة لمعدل التباین ومربع معدل التباین  تیة نفتح حلقة تكرار األ For ct = 0 To 255  نحسب معدل التباین و مربع معدل التباین كما یأتي: CM = CM + )( 255 cthist Ct  SCM = SCM + )() 255 ( 2 cthist ct   ننهي حلقة التكرارct. ct Next  معدل التباینmct = CM .  2االنحراف المعیاري للتباینCMSCMct  . ومركبة RGBنحراف المعیاري للتباین للمركبات اللونیة نطبق الخطوات السابقة إلیجاد معدل التباین واال– 5 .في حالة الصور الملونة Lاإلضاءة . ننهي الخوارزمیة - 6 حساب التباین العمودي ) cimg( تعتمد هذه التقنیة اوال على تحدید نقاط الحافات أیضا لحساب التباین، إذ تؤخذ نافـذة ثالثیـة حـول العنـصر i,j ـاني ( ماعــدا العمــود ) االول و الثالــث ( حافــة وحــساب مجمــوع عناصــر العمـــــودین الــذي یمثــل الــذي یحتــوي ) الثـ ـا التبـاین حـسب عالقــة التبـاین cimg (i,j)العنـصر الوسـطي Imax إذ ان [3] الــذي یمثـل حافـة، ومــن ثـم یحـسب منهمـ ساوي اصغر قیمـة لمجمـوع عناصـر العمـود األول او ت Iminتساوي اكبر قیمة لمجموع عناصر العمود االول او الثالث و الثالث وكما یأتي Imax = M ax ( v1 , v3 ) Imin = M in ( v1,v3 ) (3 ) أي ان التباین یحسب من العالقة . اوطا قیمة من مجموع عناصر العمودین Iminواعلى قیمة من مجموع عناصر العمودین Imax ان ذإ لغرض حـساب التبـاین بـین العمـود االول والثالـث حـول عنـصر V3 و V1النافذة المعتمدة في حساب ) 7( یوضح الشكل . لحساب معدل التباین واالنحراف المعیاري للتباین iنافذة الصورة الذي یمثل حافة وتجري الخطوات نفسها في الفقرة حساب التباین القطري الذي یمثـل حافـة وحـساب مجمـوع العناصـر cimg (i,j )فذة ثالثیة حول العنصر ان اساس عملها یعتمد على فتح نا فوق ــادلة التباین Imax إذ ) 3 (واسفل القطر االول ومن ثم یحسب منهما التباین اعتمادا على معـ 2009) 4 (22 المجلد مجلة ابن الهیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة یـساوي اصـغر قیمـة لمجمـوع عناصـر فـوق او اسـفل Iminقیمة لمجموع عناصر فوق او اسـفل القطـر االول ویساوي اكبر القطر االول وكما یاتي minmax minmax II II c    Imax = M ax ( D1 , D2 ) Imin = M in ( D1 , D2 ) ــاب ــــة بالشكل D2 و D1ومخطط نافذة العمل لحســ . ( 8 ) موضحــ Imaxإذ . التقنیة السابقة لكن التباین یحسب من مجموع عناصر فوق و اسفل القطـر الثـانيوهناك تقنیة أخرى مشابه لعمل یساوي اصغر قیمة لمجموع عناصر فوق او اسفل Iminیساوي اكبر قیمة لمجموع عناصر فوق او اسفل القطر الثاني و . ( 9 ) موضحة بالشكلD2 و D1القطر الثاني ومخطط نافذة العمل لحساب ب تباین القیمة العظمى او الصغرى مع العنصر الوسطي حسا الـذي cimg (i,j)تعتمـد هـذه التقنیـة علـى عناصـر الحافـات لحـساب التبـاین إذ تؤخـذ نافـذة ثالثیـة حـول عنـصر الـصورة ة ثــم إیجـاد اكبــر قیمـة مــن العناصـر المجــاورة للعنـصر الوســطي فـي النافــذة، امـا اصــغر قیمـة فهــي تمثــل یمثـل نقطــة حافـ ، (Imin = center ) إذ یعـد العنـصر الوسـطي ) 3 (العنصر الوسـطي ثـم یحـسب التبـاین مـن هـذه التقنیـة حـسب المعادلـة فتمثل اكبر قیمة من عناصر النافذة الثالثیة باستثناء العنصر الوسطي لذا فمعادلة التباین تكون بالصیغة اآلتیةImaxاما center center C    max max max I I . ( 10 )ومخطط نافذة العمل لهذه التقنیة موضحة في الشكل ة الــسابقة لكـن فـي هـذه الحالـة یـتم البحــث عـن اصـغر مـن العناصـر المجـاورة للعنــصر Iminهنـاك تقنیـة اخـرى مـشابه للتقنیـ ة فـي النافـذة الثالثیـة، امـا اكبـر قیمـة فهـي تمثـل العنـصر الوسـطي ان معادلـة Imax = centerالوسـطي الـذي یمثـل حافـ في هذه التقنیة تكون بالصیغة االتیة (3 ) التباین min min min Icenter Icenter C    .( 11 )ومخطط نافذة العمل لھذه التقنیة موضحة في الشكل خوارزمیة حساب التباین باالعتماد على الخصائص اإلحصائیة ، یـتم (3)حصائیة لنقاط الحافات في الصورة لحساب التباین حسب معادلـة التبـاینفي هذه التقنیة تم اعتماد الخصائص اإل حسب العالقتـین ) ( واالنحراف المعیاري لنقاط الحافات ( m ) باالعتماد على معدل نقاط الحافات Imax و Iminحساب :اآلتیتین Imin = m –  ………. ( 5 ) Imax = m +  ………. ( 6 )  ct = m  ……….. ( 7 ) ان هذه التقنیة تكون ذا كفایة عالیة فـي تحدیـد التبـاین النهـا تأخـذ بنظـر االعتبـار كـل نقـاط الحافـات وخوارزمیـة هـذا العمـل كما یأتي  القیم المدخلةinput ). عرض الصورة Iw ارتفاع الصورة وIh( التي یراد حساب التباین لها والمعروفة ابعادها cimg (i,j) الصورة -1 . محددة لغرض الكشف الحافيth قیمة العتبة -2 2009) 4 (22 المجلد مجلة ابن الهیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة  القیم المخرجة Output . eimg (i,j ) صورة الحافات -1 . ct التباین-2 خطوات العمل لغرض الكشف الحافي وایجاد صورة الحافات th بعتبة محددة cimg (i,j)نطبق مؤثر سوبل على الصورة .1 eimg (i,j ) وعدد نقاط الحافات Nedg 3.4.2( وخطوات هذه العملیة موضحة في الفقرة.( . تدائیة لمجموع نقاط الحافات و مجموع مربعات نقاط الحافات على التوالي قیما ابSS=0 و S=0نضع .2 .نبدأ بفتح دورتي المسح للصورة .3 For i = 1 To Ih For j = 1 To Iw اذا كانت نقطة حافة وفقا للشرط االتي( i, j)نختبر النقطة .4 If eimg ( i , j ) represent edge point . تراكم قیم عناصر الشدة و مربع عناصر الشدة .5 S = S + cimg ( i , j ) SS = SS + cimg (i , j) 2̂ ). 4( ي الشرط في خطوة ننه. 6 end if NEXT : NEXT . ننهي دورتي المسح . 7 حسب العالقة ) ms( الشدة ومعدل مربع) m ( نحسب معدل . 8 edg N S m النتائج . (12) صورة الضائیات التنكستن المختلفة كما في الشكل 14تم الحصول على دراسة التباین دالة لشدة اإلضاءة لتحدید أفضل جودة للصورة االختباریة الغایـة األساسـیة مـن حــساب تبـاین الـصورة هــو تحدیـد أفـضل صـورة مــن بـین مجموعـة الــصور الملتقطـة بـشدات إضــاءة إن .مختلفة أي إیجاد معیار كفوءة لتحدید جودة الصورة : یوضح نتائج تقنیات حساب التباین المقترحة في هذه الدراسة حیث تم مالحظة ما یأتي ( 13a → g.) الشكل عدل التباین المباشر تقنیة حساب م لمنظومـة (13a) ولـشدات إضـاءة مختلفــــة موضـحة Bنتائج تطبیق هذه التقنیة لحساب التبـاین للـصورة االختباریـة تمـت دراسـة العالقـة بـین معـدل التبـاین للـصور ذي شـدة إضـاءة مختلفـة مــع . التـصویر لمـصدر اإلضـاءة مـصباح التنكـستن قـل معهـا مقـدار الحافـات thیادة قیمة العتبة ینخفض مقدار عدد الحافات العالیـة وكلمـا زادت العتبـة القدرة، إذ نالحظ مع ز ـة ســوف تبقــى فقــط . ولـذلك فعنــد زیــادة العتبــة یــزداد مقــدار التبــاین فــنالحظ زیــادة فـي قــیم التبــاین وذلــك الن فــي هــذه الحالـ لتبـاین سـوف یـزداد عنـد العتبـات العالیـة لهـذا فـان عنـد العتبـات العالیـة الحافات القویة ذا التباین العالي لذا فان المعدل العام ل یتـضـح مـن األشـكال بـان أفـضل صـورة بالنـسبة الـى منظومـة التـصویر ذي اإلضــاءة . سـوف یـصعب تحدیـد أفـضل إضـائیة ، إذ تكون قیم معدل التباین للصور watt 36هي عندما تكون القدرة ) مصباح التنكستن( 2009) 4 (22 المجلد ھیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة مجلة ابن ال باستعمال مصباح التنكستن أعلى من قـیم معـدل التبـاین باسـتعمال مـصباح الفلورسـنت والـسبب فـي ذلـك یعـود الـى ان ضـوء . مصباح الفلورسنت ابیض أي ان جمیع الحزم اللونیة الثالثة ومركبة اإلضاءة لها القیم نفسها تقنیة حساب معدل التباین لمجموع عناصر فوق واسفل القطر الرئیس والثانوي ــة االضــاءة باســـتخدام مــصباح التنكـــستن للـــصورة (13b) تبــین االشـــكال ــین معــدل التبـــاین والقــدرة لمنظومـ ة بـ العالقــ watt 36 لتباین عندما تكون القـدرة نتائج التقنیة اظهرت كفایة عالیة في تحدید أفضل صورة ذي أعلى معدل ا. االختباریة ـة بـین معـدل التبـاین والقـدرة لمنظومـة إضـاءة مــصباح (13c)تبـین االشـكال . لمنظــومة اإلضـاءة مـصبــاح التنكـستن العالقـ التنكـستن لتقنیــة حـساب التبــاین لمجمـوع عناصــر فـوق واســفل القطــر الثـانوي وكانــت نتائجهـا مطابقــة لتقنیـة تبــاین مجمــوع . وق وأسفل القطر الرئیسعناصر ف تقنیة حساب معدل التباین باالعتماد على العنصر الوسطي ة بــین معــدل التبــاین والقـدرة لمنظومــة التــصویر ذي مــصدر اإلضــاءة مــصباح التنكــستن (13d) یبـین الــشكل العالقــ ة، إذ عــد فـي هـذه التقنیـة ان العنــصر الوسـطي یمثـل القیمـ ة العظمــى للـشدة وأظهـرت هـذه التقنیــة باسـتخدام الـصورة االختباریـ یبـین . لمنظومـة إضـاءة مـصباح التنكـستن watt 36 كفایـة فـي إبـراز معـدل التبـاین للـصورة األفـضل عنـدما تكـون القـدرة نتائج التقنیة لحساب معدل التباین باالعتماد على العنصرالوسطي للنافـذة بوصـفه یمثـل القیمـة الـصغرى للـشدة (13e)الشكل .تائج التقنیة تتطابق مع نتائج التقنیة المذكورة أعاله وان ن تقنیة حساب معدل التباین العمودي التي تبین العالقة بین معدل التباین والقـدرة لمنظومـة التـصویر ذي مـصدر (13f) نتائج هذه التقنیة موضحة بالشكل ــاین اإلضــاءة مــصباح التنكــستن للــصورة االختباریــة ومــن خــال ل الرســم نالحــظ ان التقنیــة غیــر كفــوءة فــي ابــراز معــدل التبـ ذي اإلضاءة المختلفة، إذ توجد ثالث صور متقاربة في قیم معدل التباین، لذا یضاف الیها قیم االنحراف المعیـاري للصور . ستخدام مصباح التنكـستن لمنظومة اإلضاءة با(1)كما مبیــن في الجـدول ) ذو أفضل تباین ( للتباین إلیجاد أفضل صورة . watt 36 لقد تبین هنا أیضا ان أفضل صورة لمنظومة اإلضاءة مصباح التنكستن عندما تكون القدرة تقنیة حساب التباین باالعتماد على الخصائص اإلحصائیة دما تكــون أن أفـضل صــورة فـي حالـة منظومــة اإلضـاءة مــصباح التنكـستن هـي الــصورة عنـ(13g) یتـضح مـن الــشكل مـن خـالل النتـائج یتـضح ان تقنیـة حـساب التبـاین باالعتمـاد علـى الخـصائص اإلحـصائیة هـي . watt 36القدرة المسلطة .أفضل تقنیة في أظهار التفاصیل و تكون قیم التباین في هذه التقنیة عالیة مقارنة بالتقنیات المقترحة لحساب التباین االستنتاجات لتحدیـد أفـضل صـورة تبـین أن ) األسـود واألبـیض ( ات التباین المختلفة للـصورة ذي النمطـین من خالل تطبیق تقنی .1 .(36Watt)أفضـل صورة بأستخدام مصباح التنكستن تكون عند القدرة في هذه الدراسة تم اقتراح عدد من أسالیب جدیدة لحساب التباین فـي منـاطق الحافـات باالعتمـاد علـى أعلـى واطـئ .2 حافات وعلى الخصائص اإلحصائیة لهذه المناطق وكانت نتائج هذه التقنیات تقریبا متطابقة ولم تظهر شدة لنقاط ال اییر الكفـوءة لتقیـیم جـودة الـصورة باسـتخدام الـصورة اختالفات كبیرة ولذلك تعد هذه التقنیات لحساب التبـاین مـن المعـ ـات التـصویر ودور هــذه االختباریـة الثنائیـة ویمكــن اعتمـاد هـذه النتــائج فـي تحدیـد كفا ة منظومـ یــة اإلضـاءة أو كفایـ .الصورة االختباریة في أظهار التباین وتأثره باإلضاءة 2009) 4 (22 المجلد مجلة ابن الھیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة كانت ذا كفایـة عالیـة أظهرت نتائج حساب التباین ان تقنیة حساب التباین باالعتماد على الخصائص اإلحصائیة .3 .ٕفي أظهار وابراز التباین لمناطق الحافات مقارنة بالتقنیات األخرى المصادر 1- Johnson, R.P., (1990), “Contrast Based Edge Detection”, Pattern Recognition, 23, 3/4. 2- Peli, E.; Arend L. and Labianca, A., (1996), “Contrast Perception a Cross Changes in Luminance and Spatial Frequency”, Optical Society America. 3- Thompson, B.W. and Shirley, P., (2003), “A spatial Post Processing algorithm for Images of Night Scenes “, Cornell and Utan University. 4-W.F., Schreiber, (1998), “Fundamental of Electronic Imaging Systems”, Springer – Verlag, Berlin. 5-Wiley, J., (2001), "Digital Image Processing", 3rd, ISBNS: 0 – 471 – 37407 – 5 (Hard back), 0 – 471 – 22132 – 5 (electronic). 6-Ramamurthy, V.; Narendran N. and Freyssinier J.P., (2004), “Determining Contrast Sensitivity function for Monochromatic light emitted By high – Brightness“ Third international Conference on solid state 7-Collier, R.J.; Burckhardt, C.B. and H.Lin L., (1971), “Optical Holography“, Academic Press Inc., London LTD. 8-Kai, Yu and Liang, J.I, (2001), "How to Optimize Optical Coherent Tomography OCT Image”, Department of Automation, Tsinghua University. 9-Gonzalez, R.C. and Richard E.Woods, (2008), “Digital Image Processing”, 3rd edition. 10-Russ, C., (2006), “Image Processing Hand Book”, 5 th edition, Materials Science and Engineering Department, North Carolina State, University . 2009) 4 (22 المجلد مجلة ابن الھیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة لتباین وقیم االنحراف المعیاري للتباین ( 1 )جدول إلیجاد أفضل یوضح قیم معدل ا صورة من تقنیة التباین العمودي [6] یزيعالقة حساسیة التباین مع التردد الح) 1(شكل [6] عالقة حساسیة التباین مع التردد الحیزي) 1(شكل ]7[النماط المستخدمھ في مقیاس ویبر ) 2(شكل 2009) 4 (22 المجلد مجلة ابن الهیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة [7] األنماط الدوریة المستخدمة في مقیاس مایكلسون (3)شكل لتنكستن) 6(الشكل منظومة التصویر باستخدام مصباح ا منظومة التصویر باستخدام مصباح التنكستن )6(الشكل 2009) 4 (22 المجلد مجلة ابن الھیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة [8]متغیرة محاطة بخلفیة یوضح بقعتان ضوئیة (5)شكل ابتة (4)شكل [8]یوضح البقعة الضوئیة المحاطة بخلفیة ث cimg ( i , j (النافذة الثالثیة حول العنصر) 7(شكل 2009) 4 (22 المجلد مجلة ابن الھیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة D2 و D1نافذة عناصر القطر األول لحساب ) 8(شكل D2 و D1نافذة عناصر القطر الثاني لحساب ) 9(شكل لتنكستن المختلفة) 12(شكل الصور الناتجة الضائیات ا 2009) 4 (22 المجلد مجلة ابن الھیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة نافذة العمل حول العنصر الوسطي األصغر ) 10(شكل نافذة العمل حول العنصر الوسطي األكبر) 11(شكل a 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Power c o n tr a s t_ L th20 th40 th60 th80 th100 m (watt) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 20 40 60 80 100 Power co n tr a st _ L t h20 th40 th60 th80 th100 m (watt) b c لتنكستن لقیم عتبات تقنیات التباین للصورة االختباریة ) (13 شكل (th )مصدر اإلضاءة مصباح ا مختلفة لمؤثر سوبل a– لتباین المباشر لتباین القطري الر– b ا التباین القطري الثانوي– cئیسي ا d d 2009) 4 (22 المجلد مجلة ابن الھیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة e 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 20 40 60 80 100 Power c o n tr as t _ L th20 th40 th60 th80 th100 m (watt) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 20 40 60 80 100 Power c o n tr a s t_ L th20 th40 th60 th80 th100 m (watt) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 0 20 40 60 80 100 Power c o n tr a s t _ L th20 th40 th60 th80 th100 m (watt) e e f IBN AL- HAITHAM J. FO R PURE & APPL. SC I. VO L.22 (4) 2009 Calculating Techniques for The Contrast of Images Which Have Different Illuminations A. A. D. Al-Zuky , S. S.S. Zuheri* and K. J. Al- Shujare g لقیم عتبات ) (13 كلش لتنكستن (th )تقنیات التباین للصورة االختباریة مصدر اإلضاءة مصباح ا مختلفة لمؤثر سوبل d – لتباین العنصر الوسطي أعظم قیمة لتباین العنصر الوسطي اصغر قیمة– e ا التباین العمودي f - ا لتباین للصورة االختباریة ) (13 شكل (th )مصدر اإلضاءة مصباح التنكستن لقیم عتبات تقنیات ا مختلفة لمؤثر سوبل g –التباین اإلحصائي 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 20 40 60 80 100 Power c o n tr a s t_ L th20 th40 th60 th80 th100 m (watt) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 20 40 60 80 100 Power c o n tr a s t _ L th20 th40 th60 th80 th100 (watt) Department of Physics, College of Science, University of Al- Mustansiryah. *College of pharmacy, Baghdad Universty. Abstract The distortion, which occurs to the image often affects the existing amount of information, weakens its sharpness, decreases its contrast, thus leads to overlapping details of the various regions, and decreases image resolution. Test images are used to determine the image quality and ability of different visual systems, as we depended in our study on test image, half black and half white. Contrast was studied in the petition so as to propose several new methods for different contrasts in the edge of images where the results of technical differences would identify contrast image under different lighting conditions. Key word: - contrast, Image quality, Edge Detection, Spatial Resolution