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《数字图象处理第4章图像增强》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、第四章图像增强本章主要内容：1.空间域点运算2.空间域邻域运算3.变换域运算4.彩色增强第四章图像增强图像增强是指对图像的某些特征，如边缘、轮廓；对比度等，进行强调或尖锐化，以便于显示、观察或进一步地分析与处理。增强不增加图像数据中的相关信息，但它改变所选择特征的动态范围，从而使这些特征检测或识别更加容易。第四章图像增强图像增强有两大基本应用：第一类应用以在大量细胞中识别个别变异细胞为代表，它要求图像无噪声，能清晰辨识（平滑）；第二类应用以监视跟踪航天飞行器轨迹为代表，它只需要图像的特征。为此，常将图像二值化以适
2、应计算机处理，同时使处理后的图像轮廓过冲，这时图像发生了畸变（锐化）。所以说图像增强的目的是不管图像是否发生畸变，只要满足看得舒服和找出图像特征两个目的即可。第四章图像增强图像增强的困难是，很难对增强结果加以量化描述：只能靠经验、人的主观感觉加以评价。同时，要获得一个满意的增强结果，往往要靠人机的交互作用。然而，这丝毫没有减少图像增强在图像处理中的重要性，事实上，它常常作为许多后续分析与处理的基础。第四章图像增强设输入图像为f(x,y)，输出图像为g(x,y)，其中f(x,y)、g(x,y)表示在(x,y)点的灰
3、度。则图像增强可表示为：g(x,y)=EH[f(x,y)]。第四章图像增强l点处理：EH定义在每一个(x,y)上，在(x,y)点的处理与其他点无关。l空间滤波（邻域运算）：EH定义在(x,y)的邻域，最常用的邻域为正方形。即变换后的图像在(x,y)的灰度值不仅与(x,y)点的灰度有关，还与(x,y)周围点的灰度有关。若邻域取一个象素，空间滤波就变为点处理。点处理是空间滤波的特例第四章图像增强l变换域处理：图像空间→频域→增强变换→图像空间第四章图像增强图像增强空间域点运算空间域邻域运算变换域运算彩色增强·对比度展
4、宽·噪声平滑·通带滤波·真彩色·动态范围调整·图像锐化·根滤波·伪彩色·灰度级修正·中值滤波·同态滤波·彩色变换·减影技术·直方图模型化1.空间域点运算1.1、引言点运算将输入图像映射为输出图像，输出图像每个象素点的灰度值仅由对应的输入象素点的值决定。它常用于改变图像的灰度范围及分布，是图像数字化及图像显示的重要工具。1.空间域点运算点运算实际上是灰度到灰度的映射过程，设输入图像为A(x,y)，输出图像为B(x,y)，则点运算可表示为：B(x,y)=f[A(x,y)]。即点运算完全由灰度映射函数s=f(r)决定。
5、显然点运算不会改变图像内象素点之间的空间关系。1.空间域点运算由于点运算在处理与显示中的重要性，图像处理系统都有专门的处理硬件与之对应，以便能够以视频速率实时完成操作，这样的部件称为查找表-LUT(LookUpTable)。通常图像处理系统都有成组的查找表供编程使用。在通用的计算机上，没有查找表可以直接利用，通过软件逐点处理来实现。1.空间域点运算直接灰度变换－将f(x,y)按EH直接变换得到g(x,y)借助f(x,y)的直方图进行变换对图像进行运算线性非线性▪点运算的几种方法1.1、直接灰度变换1）图像求反图像
6、求反就是将原图灰度翻转（黑－>白）r00sL-1s0rL-12）对比度增强增加原图各部分的反差－增加原图中某两个灰度值之间的动态范围。L-1r00sL-1s1rr1s01)原图中r0和r1之间点的灰度动态范围增大，对比度增强2)若s0=r0s1=r1EH为斜率为1的直线，图像不变3)阈值化变换后图像只有2个灰度级（黑、白），对比度增强，但细节丢失。r00sL-1rL-13)阈值化阈值化处理是最常用的一种非线性运算，它的功能是选择一阈值，将图像二值化，用于图像分割及边缘跟踪等处理。如下图所示：4)其他r0,r10s
7、L-1rL-1r0和r1之间的灰度线性变换，其余为零4)其他0sL-1rL-1均匀变亮均匀变暗4)其他0sL-1rL-1中间加强4)其他0sL-1rL-1亮区加强，暗区消弱暗区加强，亮区消弱（亮区太亮，压制了暗区信息，细节丢失）1.2、直方图处理1.2.1、灰度直方图灰度直方图（histogram）是灰度的函数，它表示图像中具有每种灰度的象素的个数，反映图像中每种灰度出现的频率。是一个1－D的离散函数1.2.1、灰度直方图定义：k=0,1,…,L-1为灰度级数Sk为图像f(x,y)的第k级灰度，nk是f(x,y)
8、中具有灰度Sk的象素的个数，n是图像象素总数。如下图所示，灰度直方图的横坐标是灰度级，纵坐标是该灰度出现的频率，是图像的最基本的统计特征。1.2.1、灰度直方图根据图像的直方图，可以了解1幅图的整个分布情况：例如某一场景的不同图像对应的直方图如下：图(a)偏暗图(b)偏亮(c)图像动态范围偏小图(d)动态范围正常1.2.1、灰度直方图图(a)对应的例子如下图1.2.1、灰
