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1、第4章图像的灰度变换BIT第4章图像的灰度变换4.1灰度变换的基本方法4.2二值化和阈值处理4.3灰度的线性变换4.4灰度的非线性变换2第4章图像的灰度变换4.1灰度变换的基本方法背景图像质量差：获取图像时光照不正常、噪声影响及发生畸变改善图像质量图像增强：不考虑图像质量下降的原因（方法包括灰度变换、平滑处理等）图像复原（恢复）：建立降质模型，恢复原始图像暗图像亮图像低对比度图像高对比度图像3第4章图像的灰度变换4.1灰度变换的基本方法灰度变换(gray-scaletransformation,GST)根据要求按一定关系逐点改变原图像中每一个像素灰度值的方法图像增强中的空域处理技术目的
2、是改善图像画质表示方法设原图像像素的灰度值D=f(x,y)，处理后图像像素的灰度值D'=g(x,y)，D和D'间的关系为D'=T[D]g(x,y)=T[f(x,y)]4第4章图像的灰度变换4.1灰度变换的基本方法灰度线性变换若g(x,y)=T[f(x,y)]=af(x,y)+b是一个线性或分段线性的单值函数，则由它确定的变换称为灰度线性变换如：图像的灰度范围较窄，图像看起来比较模糊，造成目标图像灰度值与背景灰度值接近。5第4章图像的灰度变换4.1灰度变换的基本方法灰度的非线性变换图像的像素集中于中间灰度部分，而其它部分的像素很少。可以压缩像素少的部分，扩展像素集中的部分直方图均衡化处理
3、等属于非线性灰度变换6第4章图像的灰度变换第4章图像的灰度变换4.1灰度变换的基本方法4.2二值化和阈值处理4.3灰度的线性变换4.4灰度直方图及均衡化处理7第4章图像的灰度变换4.2二值化和阈值处理非零元素取一法方法：如果像素灰度值为零，则其灰度值不变；对于灰度值不为零的像素，灰度值变为255。非零元素取一法函数表达式8第4章图像的灰度变换4.2二值化和阈值处理固定阈值法为灰度图像设定一个阈值T，把灰度值小于给定阈值T的像素灰度置为0，大于T的像素灰度置为255函数表达式T=1009第4章图像的灰度变换4.2二值化和阈值处理MatLab函数I=imread('rice.tif');f
4、ori=1:256forj=1:256J(i,j)=0;ifI(i,j)>100J(i,j)=255;endendendsubplot(1,2,1),imshow(I);subplot(1,2,2),imshow(J);或者使用BW=im2bw(I,level)level:0至1间取值。当像素的灰度值小于level时为黑（0），否则为白（1）这里level取100/255.10第4章图像的灰度变换4.2二值化和阈值处理双固定阈值法预先为灰度图像设定两个阈值T1和T2，把灰度值小于给定阈值T1的像素灰度置为0；大于T1且小于T2的像素灰度置为255；大于T2的像素灰度置为0函数表达式11
5、第4章图像的灰度变换第4章图像的灰度变换4.1灰度变换的基本方法4.2二值化和阈值处理4.3灰度的线性变换4.4灰度直方图及均衡化处理12第4章图像的灰度变换4.3灰度的线性变换背景曝光不足或过度情况下，图像灰度局限在很窄的范围内，图像中的像素灰度没有层次采用一个线性单值函数，对图像内的每一个像素灰度做线性扩展，提高灰度层次13第4章图像的灰度变换4.3灰度的线性变换1.简单线性变换设原图像f(x,y)的灰度范围为[z1,z2]，线性变换后图像g(x,y)的灰度范围为[z’1,z’2]。那么g(x,y)和f(x,y)间的关系为：如果
6、z’2-z’1
7、大于
8、z2-z1
9、，使得变换后像素的
10、灰度差增大，对比度增大，图像质量得到增强。14第4章图像的灰度变换4.3灰度的线性变换灰度变换方程当a>1，输出图像的对比度增大当a<1，输出图像的对比度减小当a=1且b≠0时，输出图像的灰度值上移或下移，使得图像变亮或暗当a=-1，b=255时，图像灰度正好反转当a<0且b>0时，原图像的暗区域变亮，亮区域变暗15第4章图像的灰度变换4.3灰度的线性变换MatLab函数J=imadjust(I,[low_inhigh_in],[low_outhigh_out])例：>>I=imread('pout.tif');>>J=imadjust(I,[0.30.7],[]);>>imshow(
11、I),figure,imshow(J)>>K=imadjust(I,[0.01],[0.30.7]);>>figure,imshow(K)IJK16第4章图像的灰度变换4.3灰度的线性变换（2）窗口灰度变换保留灰度级在[L,U]间的值，将大于U的灰度值置为255，小于L的灰度置为0方程L表示窗口的下限，U表示窗口的上限17第4章图像的灰度变换4.3灰度的线性变换（3）分段线性变换对不同的灰度范围进行不同的线性变换如3段不同的线性变换18第4章图
