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1、第四章图像增强4.1图像增强引言4.2点运算增强4.3直方图增强4.4空域滤波器4.5频域滤波器4.6彩色图像增强4.1图像增强引言1.图像增强图像增强技术的主要目标是，通过对图像的处理，使图像比处理前更适合一个特定的应用。可能的应用：显示、打印、印刷、识别、分析等。4.1图像增强引言可能的处理：去除噪声、边缘增强、提高对比度、增加亮度、改善颜色效果、改善细微层次等——通常与改善视觉效果相一致。可能的处理策略：空域策略,频域策略。4.1图像增强引言空域处理输入f(x,y)输出g(x,y)其中g(x,y)是增强处理后的输出图像2.图像增强的空域法4.1图像增强引言图像增强的空域
2、法:点运算法——灰度级变换寻找一个合适的变换T模板运算法——空域滤波器寻找一个合适的模板几何变换法——变形矫正基于色彩的处理4.1图像增强引言3.图像增强的频域法正变换f(x,y)g(x,y)其中，f(x,y)是输入图像；F(u,v)是f(x,y)经变换后的频域函数，并不一定是傅立叶变换，也可能是其它任意一种变换；G(u,v)是频域处理后的函数；g(x,y)是G(u,v)经反变换后得到的空域函数。频域处理反变换G(u,v)F(u,v)4.1图像增强引言1)频域增强的理论基础卷积理论被处理图像f(x,y)变换函数h(x,y)/*线性、位置无关操作目标图像g(x,y)有卷积：g(
3、x,y)=h(x,y)*f(x,y)有等式：G(u,v)=H(u,v)F(u,v)有等式：g(x,y)=F-1[H(u,v)F(u,v)]4.1图像增强引言2)频域增强的原理频率平面与图像空域特性的关系图像变化平缓的部分靠近频率平面的圆心，这个区域为低频区域。图像中的边、噪声、变化陡峻的部分，以放射方向离开频率平面的圆心，这个区域为高频区域。4.1图像增强引言频域增强的原理示意图边、噪声、变化陡峭部分变化平缓部分uv4.1图像增强引言3)频域增强的处理方法对于给定的图像f(x,y)和目标，计算出它的傅立叶变换F(u,v)选择一个变换函数H(u,v)/*并非到空域找计算出目标图
4、像g(x,y)g(x,y)=F-1[H(u,v)F(u,v)]4.1图像增强引言4)频域增强与空域增强的关系卷积的离散表达式，基本上可以理解为模板运算的数学表达方式。因此，卷积的冲激响应h(x,y)，被称为空域卷积模板，这种称谓仅在模板相对中心原点是对称的时，才是成立的。4.1图像增强引言在实践中，小的空间模板比傅立叶变换用得多得多，因为它们易于实现，操作快捷。对于很多在空域上难以表述清楚的问题，对频域概念的理解就显得十分重要。在压缩中我们会体会到。4.2点运算增强（灰度级变换增强）点运算——直接灰度级变换（DirectGray-levelTransformation)增强或
5、灰度比例尺变换（GrayScaleTransformation)：灰度比例尺变换是使整个图像或图像中某一区域里的各点灰度，都按某一相同的规律进行变换，这种变换与像素的坐标无关，只和灰度级有关。用f表示被变换图像的灰度，用g表示变换后图像的灰度，那麽两者的变换关系可用如下公式表示：g=T(f)4.2点运算增强（灰度级变换增强）这种灰度变换可使图像动态范围加大，图像对比度扩展，图像清晰，特征明显，这是图像增强的重要手段。图像曝光不足或过度的情况下，图像灰度可能会局限在一个很小的范围内。这时在显示器上看到的将是一个模糊不清、似乎没有灰度层次的图像。但用一个线性单值函数，对图像内的每
6、一个像素作线性扩展，将有效地改善视觉效果。4.2.1灰度级变换的应用1.灰度级变换的应用之一亮度调整——加亮、减暗图像255128255218255128255324.2.1灰度级变换的应用2.灰度级变换的应用之二对比度拉伸和压缩——提高、降低对比度2554825502551282551422180提高对比度降低对比度P1P24.2.1灰度级变换的应用提高对比度通常通过直方图得到两个拐点的位置。降低对比度降低对比度一般用于输出设备的灰度级小于输入图像的灰度级的情况，如显示傅立叶频谱时。4.2.1灰度级变换的应用提高对比度通过直方图得到两个拐点P1、P2的位置p(rk)nkP1
7、P24.2.1灰度级变换的应用局部提高、局部降低对比度2554825502551282551421960216234.2.1灰度级变换的应用3.灰度级变换的应用之三灰度级切片2554825502551422552141340176484.2.2获取变换函数的方法1.获取变换函数的方法之一固定函数：指数函数、正弦函数、分段直线、对数函数，如显示傅立叶的s=clog(1+
8、r
9、)25502551420216234.2.2获取变换函数的方法2.获取变换函数的方法之二交互样点插值用过点的三次样条插值曲线，获得变
