import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import math


def kontrast(obraz,J):
   obraz[obraz > 1] = 1
   m = obraz.shape[0]
   n = obraz.shape[1]
   j=1/(m*n)
   obraz = (obraz - J) ** 2
   wynik = np.sum(obraz)
   wynik = np.sqrt(wynik * j)
   return wynik


def jasnosc(obraz):
   obraz[obraz > 1] = 1
   m = obraz.shape[0]
   n = obraz.shape[1]
   j=1/(m*n)
   wynik = j*np.sum(obraz)
   return wynik


obraz = plt.imread("kierowca.png")
obraz = obraz[:,:,2]

wynikJasnosc = jasnosc(obraz)
print("Jasnosc obrazu wynosi : " + str(wynikJasnosc))
wynikKontrast = kontrast(obraz,wynikJasnosc)
print("Kontrast obrazu wynosi : "+str(wynikKontrast))


X = [i for i in np.arange(0.1,1,0.1)]
YJplus = []
YKplus = []
YJmultiply = []
YKmultiply = []
YJpower = []
YKpower = []
YJsqrt = []
YKsqrt = []
YJlog = []
YKlog = []

for x in X:

    YJplus.append(jasnosc(obraz + x))
    YKplus.append(kontrast(obraz+x,YJplus[-1]))
    YJmultiply.append(jasnosc(obraz*x))
    YKmultiply.append(kontrast( obraz*x, YJmultiply[-1]) )
    YJpower.append(jasnosc(obraz ** x))
    YKpower.append(kontrast((obraz ** x), YJpower[-1]))
    if x ==0:
        YJsqrt.append(jasnosc(obraz ** (1/x) ))
        YKsqrt.append(kontrast(obraz ** (1/x), YJsqrt[-1] ))
        YJlog.append(jasnosc((np.log2(obraz)/np.log2(x))))
        YKlog.append(kontrast((np.log2(obraz)/np.log2(x)), YJlog[-1]))
    else:
        YJsqrt.append(jasnosc(obraz ** (1 / x+0.01)))
        YKsqrt.append(kontrast(obraz ** (1 / x+0.01), YJsqrt[-1]))
        YJlog.append(jasnosc((np.log2(obraz) / np.log2(x+0.01))))
        YKlog.append(kontrast((np.log2(obraz) / np.log2(x+0.01)), YJlog[-1]))
plt.subplot(231)
plt.plot(X,YJplus,label = "jasność")
plt.plot(X,YKplus,label = "kontrast")
plt.title("dodawanie stałej do obrazu")
plt.legend()
plt.grid()
plt.subplot(232)
plt.plot(X,YJmultiply,label = "jasność")
plt.plot(X,YKmultiply,label = "kontrast")
plt.title("mnożenie obrazu przez stałą")
plt.legend()
plt.grid()
plt.subplot(233)
plt.plot(X,YJpower,label = "jasność")
plt.plot(X,YKpower,label = "kontrast")
plt.title("potęgowanie obrazu")
plt.legend()
plt.grid()
plt.subplot(234)
plt.plot(X,YJsqrt,label = "jasność")
plt.plot(X,YKsqrt,label = "kontrast")
plt.title("pierwiastkowanie obrazu")
plt.legend()
plt.grid()
plt.subplot(235)
plt.plot(X,YJlog,label = "jasność")
plt.plot(X,YKlog,label = "kontrast")
plt.title("logarytmowanie obrazu")
plt.legend()
plt.grid()
plt.show()