数字图像处理4-1

《数字图像处理4-1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、数字图像处理DigitalImageProcessing彭世揆编仅供学习参考第四章图像增强（ImageEnhancement）４.1概述基本概念:对图像中感兴趣的部分加以处理,突出图像中这一区域影像特征,提高目视和判读效果的技术过程.和图像恢复不一样它不要求恢复原图像.图像增强的目的是：（1）采用一系列技术改善图像的视觉效果，提高图的清晰度；（2）将图像转换成一种更适合于人或机器进行解译和分析处理的形式。图像增强不是以图像保真度为原则，而是通过处理设法有选择地突出便于人或机器分析某些感兴趣的信息，抑制一些无用的信息，以提高图像的使用价值，即图像增强处理只是增强了对某些信息的辨别能力。图

2、像增强是一个相对的概念，增强效果的好坏，除与算法本身的优劣有一定的关系外，还与图像的数据特征有直接关系，同时由于评价图像质量的优劣往往凭观测者的主观而定，没有通用的定量标准，因此增强技术大多属于面向问题，增强方法只能有选择地使用。可分:灰度图处理空域法(灰度图)点处理灰度变换(直方图修改)线性拉伸非线性拉伸直方图均衡化规定直方图化直方图匹配邻域处理平滑锐化中值滤波频域法:低通滤波高通滤波带通(带阻滤波)同态滤波彩色图像处理:彩色模型变换假彩色变换伪彩色变换频域中的彩色变换4.2直方图和直方图修改一、直方图（Histogram)直方图是一幅图像各灰度等级的像元数（或各等级像元数和总像

3、元数的百分比或频率）的频数分布图或频率分布图。如果令一幅图的像元总数为n，各灰度等级的像元数为n，则第i个灰度等的频率为p=n/n。iii直方图只反映一幅图的灰度等级的频数或频率分布,不含位置信息,直方图具有一对多的性质,可以分解和组合.下图是一幅分成6个灰度等级假定图像的直方图各灰度等级的频数1234561234565456214643221166466345666146623136466直方图Lena图像及直方图直方图一对多的性质两幅不同图像(位置)具有相同直方图直方图修改的理论设,r为归一化后的灰度值,取值在0-1之间.r的概率密度为p(r),它可以看成是r的直方图(频率分布)r

4、设有变换函数ST(r),其中,r1,s1,s可以看成是变换后的归一化后的灰度值,且满足下列条件:(1)T(r)单调递增(2)对于0r1,有0T(r)1其反变换为1rT(s)将r看成是随机变量,其对应的概率密度函数为p(r),s是r的函数,也是随机变量,其概率密度用rp(s)表示.由随机变量函数的分布性质,s它的分布函数可写成srF(s)p(s)dsp(r)drssr对上式两边求导,得到rd[p(r)dr]rrd[p(r)dr]drrdrp(s)sdsds1d[T(s)]prds1(注意,rT(s))因此,如果将r看成是灰度等级,

5、其对应的直方图可以看成是它的概率密度p(r),如果对r作符合r上述条件的变换,就可以求出变换后的s的概率分布即它的直方图.s背景ST(r)目标P(s)r目标背景P(r)二、直方图变换（灰度变换，点处理）1.线性拉伸线性变换是对单波段逐个像元进行处理的，它是将原图象亮度值动态范围按线性关系(线性函数)扩展到指定范围或整个动态范围,根据上面的直方图修改原理,其变换是线性变换.在实际运算中给定的是两个亮度区间，即要把输入图像的某个亮度值区间[a,b]映射为输出图像的亮度值区间[c,d]。也就是按线性比例对图像每一个象素灰度作线性拉伸，它可改善图像视觉效果。a和b的取值有以下两种情况（1）原

6、图象的最小和最大亮度值，即原图象的整个灰度区间；（2）人为给定最小和最大值.假定原图像f(x,y)的灰度范围为［a,b］，希望变换后图像g(x,y)的灰度范围扩展至［c,d］，则线性变换可表示为c0f(x,y)adcaf(x,y)bg(x,y)[f(x,y)a]cbabf(x,y)MfdM为灰图的最大值fdc[f(x,y)a]caf(x,y)bg(x,y)baf(x,y)其它g(x,y)g(x,y)ddccf(x,y)f(x,y)abMabf例如，当a=50,b=80,c=20,d-c=120时，即采用下式：120[f(x

7、,y)50]2050f(x,y)80g(x,y)30f(x,y)其他g(x,y)dcbOaf(x,y)灰度范围的线性变换(a)(b)线性灰度变换(a)原始图像；(b)灰度变换后的图像2分段线性变换为了突出感兴趣的目标或灰度区间，相对抑制那些不感兴趣的灰度区域，可采用分段线性变换。常用的三段线性变换法如后图所示，其数学表达式如下：分段线性变换是为了突出人们感兴趣的目标或亮度值区间，要求局部扩展亮度值范围。它可以有效地利用有限个灰度