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1、图像灰度变换内容摘要通常经输入系统获取的图像信息中含有各种各样的的噪声与畸变，例如因室外光照度不够均匀会造成图像灰度过于集中，因此要对图像质量进行改善。灰度变换是根据某种目标条件按一定变换关系逐点改变原图像中每个像素灰度值的方法。目标图片的灰度变换处理是是图像增强处理技术中一种非常基础、直接的空间域图像处理方法。灰度变换有时被称为图片对比度增强或对比度拉伸。关键词：二值化和阈值处理灰度线性变换分段线性变换灰度直方图AbstractTypically,theimageinformationobtainedbytheinputsystem,containi
2、ngavarietyofnoiseanddistortion，Forexample,duetotheoutdoorilluminationisnotenoughuniformitywillresultinimagegraytooconcentrated,sowehavetoimproveonimagequality.Gray-scaletransformationisawaybasedontheconditionsofacertaingoalbyacertaintransformationrelations,whichpointbypointtocha
3、ngetheoriginalimageforeachpixelgrayvalue.Thegray-scaletransformationoftheimageprocessingisaverybasic,directspatialdomainimageprocessingmethod.oftheimageenhancementprocessingtechnology.Gray-scaletransformationissometimescalledimagecontrastenhancementorcontraststretching.Keywords:
4、BinarizationthresholdGray-scalelineartransformPiecewiselineartransformationGrayhistogramGrayleveldistributionequalization1引言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等，这些不可避免地影响系统图像清晰度，降低了图像质量，轻者表现为图像不干净，难以看清细节；重者表现为图像模糊不清，连概貌都看不出来。因此，在对图像经
5、行分析前，必须对图像质量经行改善，一般情况下改善的方法有两类：图像增强和图像复原。图像增强的目的是设法改善图像的视觉效果，提高图像的可读性，将图像中感兴趣的特征有选择的突出，便于人与计算机的分析和处理。图像增强不考虑图像质量下降的原因，只将图像中感兴趣的特征有选择的突出，而衰减不需要的特征。灰度变换是图像增强处理中一种非常基础直接的空间域图像处理方法。灰度变换是根据某种条件按一定变换关系逐点改变原图像中每一个像素灰度值的方法。1.灰度的线性变换当图像由于成像时曝光不足或过度,由于成像设备的非线性或图像记录设备动态范围太窄等因素,都会产生对比度不足的弊病
6、,使图像中的细节分辨不清。这时如将图像灰度线性扩展,常能显著改善图像的主观质量。假设原图像f(x,y)的灰度范围是[a,b]希望变换后图像的灰度范围扩展到[c,d]则：Mf表示f(x,y)的最大值。在线性灰度变换中,灰度执照完全线性变换函数进行变换。该线性灰度线性变换函数f(r)是一个一维线性函数:其中,a为线性变换的斜率,b为线性变换函数在y轴的截距,如图1所示。在灰度的线性变换中,当a>1时,输出图像的对比度将增大;当a<1时,输出图像的对比度将减小;当a=1且b∃0时,所进行的操作仅使所有像素的灰度值上移或下移,其效果是使整个图像更暗或更亮;如果
7、a<0,则暗区域将变亮,亮区域将变暗。2分段线性灰度变换为了突出感兴趣的目标或者灰度区间,相对抑制那些不感兴趣的灰度区域,可采用分段线性法。常用的是三段线性变换。分段线性变换称为图像直方图的拉伸,它与完全线性变换类似,其不同之处在于其变换函数是分段的,如图2所示：其变换函数表达式如下:灰度拉伸可以更加灵活地控制输出灰度直方图的分布,它可以有选择地拉伸某段灰度区间以改善输出图像。图2所示的变换函数的运算结果是将原图在r1和r2之间的灰度拉伸到s1和s2之间。如果一幅图像灰度集中在较暗的区域而导致图像偏暗,可以用灰度拉伸功能来拉伸(斜率>1)物体灰度区间以
8、改善图像;同样如果图像灰度集中在较亮的区域而导致图像偏亮,也可以用灰度拉伸功能来压缩(斜率<1
