《空域滤波》PPT课件

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1、Contents:复习上次课程内容（几何成像模型、亮度成像模型、采样和量化，像素邻域和像素间的距离）本次课程内容：几何失真校正；灰度映射；图像运算；直方图和空域滤波重点：灰度插值；直方图均衡化；各种空域滤波算子2几何失真校正2.1空间变换对图象平面上的象素进行重新排列以恢复原空间关系2.2灰度插值对空间变换后的象素赋予相应的灰度值以恢复原位置的灰度值模型图象f(x,y)受几何形变的影响变成失真图象g(x',y')线性失真（非线性）二次失真1.空间变换约束对应点方法在输入图（失真图）和输出图（校正图）上找一些其位置确切知道的点，然后利用这

2、些点建立两幅图间其它点空间位置的对应关系选取四边形顶点四组对应点解八个系数g(x',y')用整数处的象素值来计算在非整数处的象素值(x,y)总是整数，但(x',y')值可能不是整数最近邻插值也常称为零阶插值将离(x',y')点最近的象素的灰度值作为(x',y')点的灰度值赋给原图(x,y)处象素2灰度插值前向映射一个失真图的象素映射到不失真图的四个象素之间最后灰度是由许多失真图象素的贡献之和决定后向映射实际失真图中四个象素之间的位置对应不失真图的某个象素，则先根据插值算法计算出该位置的灰度，再将其映射给不失真图的对应象素双线性插值利用(

3、x',y')点的四个最近邻象素A、B、C、D，灰度值分别为g(A)、g(B)、g(C)、g(D)第3章空域图像增强增强的首要目标是处理图像，使其比原来图像更适合于特定应用。图像增强的方法分两大类：空间域方法：对图像的像素直接处理为基础。频率域方法：用Fourier变换把图像变换到频率域，在频率域对图像进行处理。增强处理并不能增强原始图像的信息，只是增强对某种信息的辨别能力。图像增强的通用理论是不存在的。第3章空间域图像增强ImageEnhancementintheSpatialDomain主要内容背景知识基本灰度变换直方图处理基于算术逻

4、辑操作的图像增强空间滤波基础空间平滑滤波器空间锐化滤波器3.1背景知识(1)Backgroundg(x,y)=T[f(x,y)]空间域增强是指增强构成图像的像素。空间域方法是直接对这些像素操作的过程。空间域处理可由下式定义：T操作最简单的形式是领域为1×1的尺度（单个像素）。此时，T操作成为灰度级变换，形式为：s=T(r)。用更大的领域(模板)来处理时，通常称为模板处理或模板滤波。背景知识(1)Background3.1某些基本灰度变换SomeBasicGrayLevelTransformations图像增强常用的3种基本类型:线性函数

5、对数函数幂次函数1、图象求反2、增强对比度3、动态范围压缩4、灰度切分图像反转ImageNegatives灰度级范围[0,L-1]反转变换：s=L-1-r对数变换LogTransformations对数变换：对数变换使一窄带输入图像映射为一宽带输出值。即对数函数在很大程度上压缩了图像像素值的动态范围。幂次变换(1)Power-LawTransformations幂次变换：幂次曲线中的γ部分值把输入窄带暗值映射到宽带输出值．相反，输入高值时也成立。图像获取、打印和显示的各种装置是根据幂次规律相应的。幂次等式中的指数是伽玛值，用于修正幂次相

6、应的过程称为伽玛校正。幂次变换(3)Power-LawTransformations用幂次变换进行对比度增强的例人的脊椎骨折的核磁共振图像γ=0.6γ=0.4γ=0.3幂次变换(3)Power-LawTransformations用幂次变换进行对比度增强的例γ=3.0γ=4.0γ=5.0航空图像分段线性变换函数(1)Piecewise-LinearTransformationFunctions对比拉伸对比拉伸的思想是提高图像处理时灰度级的动态范围.图3.10(c)为设置后的效果图。放大了700倍的花粉图像分段线性变换函数(2)Piece

7、wise-LinearTransformationFunctions灰度切割灰度切割主要方法：所关心范围内为所有灰度指定一个较高值，其余部分指定较低值(图3.11(a))。所需范围的灰度变亮，其余部分保持不变(图3.11(b))。3.2.1算术运算是指对图像象素几何不变化，图像灰度级的加、减、乘和除运算。也就是对两幅输入图像进行点对点的加、减、乘和除计算而得到输出图像的运算3..2图像运算可以将两幅待处理的图像f(x,y)和g(x,y)以矩阵的形式表达M、N分别代表图像的行列数。这样，对于尺寸相同的两幅图像，其间的加、减、乘和除运算可分

8、别表达为既可为常数，也可为变量。加法运算的应用加运算应用－求平均降噪声假设我们有M帧待分析的图像序列，则第k帧图像表示为理想图像噪声假设噪声图像为零均值以及各帧独立定义功率信噪比为对M帧图像进行平均，则有则