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1、第七章图像灰度变换1.二值化和阈值处理2.灰度变换3.灰度直方图变换通常经输入系统获取的图像信息中含有各种各样的噪声与畸变。例如室外光照度不够均匀会造成图像灰度过于集中；由CCD（摄像头）获得的图像经过Ａ/Ｄ转换、线路传送都会产生噪声污染等；这些因素影响了系统图像的清晰程度，降低了图像质量，因此，在对图像进行分析之前，必须要对图像质量进行改善。7.1二值化和阈值处理一幅图像包括目标物体、背景还有噪声，怎样从多值的数字图像中只取出目标物体，最常用的方法就是设定某一阈值Ｔ，用Ｔ将图像的数据分成两大部分：大于Ｔ的像素群和小于Ｔ
2、的像素群。这是研究灰度变换最特殊的方法，称为图像的二值化（binarization）。二值化处理就是把图像f(x,y)分成目标物体和背景两个领域。非零元素取一法clear;closeallI=imread('lena.bmp');subplot(131),imshow(I);title('灰度图像');subplot(132),imhist(I);title('图像直方图');J=find(I<1);I(J)=0;J=find(I>=1);I(J)=255;subplot(133),imshow(I);title('图像
3、二值化(阈值为1)');固定阈值法clear;closeallI=imread('lena.bmp');subplot(121),imshow(I)title('灰度图像');J=find(I<150);I(J)=0;J=find(I>=150);I(J)=255;subplot(122),imshow(I)title('图像二值化(阈值为150)');双固定阈值法(a)0-255-0型灰度变换函数(b)255-0-255型灰度变换函数clear;closeallI=imread('lena.bmp');subplot(
4、121),imshow(I)title('灰度图像');J=find(I<150
5、I>220);I(J)=0;J=find(I>=150&I<=220);I(J)=255;subplot(122),imshow(I)title('图像二值化');为什么要灰度变换？由于图像的亮度范围不足或非线性会使图像的对比度不理想。采用图像灰度值变换方法，即改变图像像素的灰度值，以改变图像灰度的动态范围，增强图像的对比度。7.2灰度变换2灰度变换设原图像(像素灰度值)为f(m,n)，处理后图像(像素灰度值)为g(m,n)，则对比度增强可
6、表示为：其中，T(.)表示增强图像和原图像的灰度变换函数灰度变换分为线性变换(正比或反比)和非线性变换。非线性变换有对数的(对数和反对数的)，幂次的(n次幂和n次方根变换)。下面是一些灰度变换曲线。用于图像增强的某些基本灰度变换线性变换利用线性函数进行变换，线性变换一般关系式为:令图像f(m,n)的灰度范围是【a,b】,线性变换后图像g(m,n)的灰度范围为【c,d】,如下图线性变换关系应用目的：为了突出感兴趣目标所在的灰度区间，相对抑制那些不感兴趣的灰度空间，可采用分段线性变换。原理是进行像素点对点的，灰度级的影射。设
7、新、旧图的灰度级分别为g和f，要求g和f均在[0，255]间变化，但是g的表现效果要优于f。分段线性变换(1)扩展感兴趣的，牺牲其他对于感兴趣的[a,b]区间，采用斜率大于1的线性变换来进行扩展，而把其他区间用a或b来表示。变换函数是(2)扩展感兴趣的，压缩其他在扩展感兴趣的[a,b]区间的同时，为了保留其他区间的灰度层次，也可以采用其它区间压缩的方法，既有扩有压，变换函数为线性变换的应用1什么是对比度线性展宽?对比度线性展宽处理,就是图像灰度值的分布拉伸、展宽。2为什么要进行对比度展宽?之所以要进行对比度展宽，是因为有
8、时获得的图像画面效果不好，画面中期望观察的对象因对比度不足而不够清晰，因此要通过对比度展宽的方法获得对画质的改善。3对比度线性展宽原理实际就是图像灰度值的线性映射。进行像素点对点的，灰度级的影射。对比度线性展宽（拉伸）4对比度线性展宽处理方法按照下面的公式进行点对点的映射：255abfg255gagbαγβα,β,γ是斜率，其值是：图中看出α<1,γ<1,是对非重要景物的抑制β>1,是对重要景物的对比度展宽1什么是灰窗级切片?是指将所需检测的目标与画面中其他的部分分离开，目标部分置为白（黑），而非目标部分置为黑（白）。这
9、样就把需要的目标突出显示出来了。2灰窗级切片有什么用？在图像处理中，经常要对某个目标物的形状、边界、截面面积以及体积进行测量，从而得到该目标物功能方面的重要信息。如，医学中要对人体器官和组织进行精确测量。灰窗级切片（灰度切割）255abfg2553灰窗级切片实现原理？分段线性灰度变换。表达式如下。其他灰度切分(a)加
