《数字图像分析》PPT课件

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1、数字图像处理北京大学计算机研究所陈晓鸥第三章数字图像分析引子图像分析技术分类的三种基本范畴低级处理：图像获取、预处理，不需要智能中级处理：图像分割、表示与描述，需要智能高级处理：图像识别、解释，缺少理论，为降低难度，设计得更专用。图像分析系统的构成知识库表示与描述预处理分割低级处理高级处理中级处理识别与解释结果图像获取问题第三章数字图像分析第三章数字图像分析3.1图像增强3.2图像分割3.3特征提取3.4识别与解释第一节图像增强3.1.1图像增强引言3.1.2空域图像增强3.1.3频域图像增强3.1.1图像增强

2、:图像增强引言图像增强引言图像增强的定义图像增强的空域法图像增强的频域法3.1.1图像增强:图像增强引言图像增强的定义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——预处理可能的应用：显示、打印、印刷、识别、分析、创艺等可能的处理策略：空域策略、频域策略3.1.1图像增强:图像增强引言图像增强的定义可能的处理：去除噪音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通常与改善视觉效果相一致3.1.1图像增强:图像增强引言图像增强的定义可能的处理：边缘增强3.1.1图像增强:图

3、像增强引言图像增强的定义可能的处理：提高对比度增加亮度改善颜色效果3.1.1图像增强:图像增强引言图像增强的空域法点运算法——灰度级变换寻找一个合适的变换T模板运算法——空域过滤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图像增强的空域法3.1.1图像增强:图像增强引言图像增强的频域法频域增强的理论基础频域增强的处理方法频域增强与空域增强的关系3.1.1图像增强:图像增强引言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(x,

4、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)]3.1.1图像增强:图像增强引言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、噪音、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3.1.1图像增强:图像增强引言频域增强的原理边、噪音、变化陡峭部分变化平缓部分uv3.1.1图像增强:图像增强引言频域增强的原理边、噪音、变化陡峭部分变化平缓部分uv3

5、.1.1图像增强:图像增强引言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像g(x,y)g(x,y)=F-1[H(u,v)F(u,v)]3.1.1图像增强:图像增强引言频域增强与空域模板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M-1N-1g(x,y)=f*h=f(m,n)h(x–m,y–n)m=0n=0因此，卷积的冲击响应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

6、称的时，才是成立的3.1.1图像增强:图像增强引言频域增强与空域增强的关系在实践中，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3.1.2图像增强:空域增强3.1.2.1点运算增强3.1.2.2直方图增强3.1.2.3彩色图像增强3.1.2.4空域过滤器3.1.2.1图像增强:点运算增强点运算——灰度级变换增强灰度级变换的应用亮度调整、对比度拉伸、灰度级切片获取变换函数的方法固定函数、交互样点插值、直方图

7、灰度级变换的分析3.1.2.1图像增强:点运算增强灰度级变换的应用之一亮度调整——加亮、减暗图像255128255218255128255323.1.2.1图像增强:点运算增强灰度级变换的应用之二对比度拉伸——提高、降低对比度2554825502551282551422180提高对比度降低对比度P1P23.1.2.1图像增强:点运算增强灰度级变换的应用之二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3.1.2.1图像增强:点

8、运算增强通过直方图得到两个拐点P1、P2的位置p(rk)nkP1P23.1.2.1图像增强:点运算增强灰度级变换的应用之二局部提高、局部降低对比度2554825502551282551421960216233.1.2.1图像增强:点运算增强灰度级变换的应用之三灰度级切片2554825502551422552141340176483.1.2.1图像增强:点运算增强获取变换函数的方法之一固