数字视频图像技术 第3章 空间域图像增强ppt课件.ppt

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1、图像增强处理策略处理方法空域方法点处理（变换）模板处理（滤波）频域方法全局处理局部处理处理对象灰度图像彩色图像空间域图像增强•基础知识✓基本概念✓点运算✓代数运算✓直方图运算✓应用实例——镜头边界的检测（补充知识）•空间滤波器✓平滑空间滤波器✓锐化空间滤波器基本概念•图像增强分为两类：✓空间域增强：对图像的像素直接处理✓频域增强：修改图像的傅里叶变换（后面介绍）•空间域增强：gx,yTfx,y✓f(x,y)是原图像✓g(x,y)是处理后的图像✓T是作用于f的操作，定义在(x,y)的邻域•空间域增强的简化形式：sTr✓r是f(x,y)在

2、任意点(x,y)的灰度级✓s是g(x,y)在任意点(x,y)的灰度级点运算点运算——1反转变换，2对数变换•✓[0,L-1]为图像的灰度级。作用：黑的变白，白的变黑•✓✓有时原图的动态范围太大，超出某些显示设备的允许动态范围，如直接使用原图，则一部分细节可能丢失✓解决办法是对原图进行灰度压缩，如对数变换反转变换：sL1r对数变换：sclog1r✓c是常数r0点运算——1反转变换，2对数变换•图a显示了值为0-1.5106的傅里叶频谱•在一个8位的系统中显示•图b显示了对数变换在8位系统中的显示结果ab点运算——3幂次变换•幂次变换：scr

3、✓c和是正常数✓1提高灰度级，在正比函数上方，使图像变亮✓1降低灰度级，在正比函数下方，使图像变暗•例：人体胸上部脊椎骨折的核磁共振图像•1提高灰度级，使图像变亮。c=1,0.6,0.4,0.3点运算——3幂次变换0.4增强效果最好点运算——3幂次变换5•例：航空地面图像•1降低灰度级，使图像变暗c=1,3,4,53√4√点运算——4对比度拉伸思想：提高图像处理时灰度级的动态范围点运算——5灰度级切片关心范围指定较高值，其它保持不变rr关心范围指定较高值，其它指定较低值ssa变换b变换一幅图像a变换结果0255255点

4、运算——5灰度级切片点运算——6位平面切片•位平面切片假设图像中每个像素的灰度级是256，这可以用8位来表示，假设图像是由8个1位平面组成，范围从位平面0到位平面7。其中，位平面0包含图像中像素的最低位，位平面7包含像素的最高位点运算——6位平面切片•作用✓通过对特定位提高亮度，改善图像质量✓较高位（如前4位）包含大多数视觉重要数据✓较低位（如后4位）对图像中的微小细节有作用✓分解为位平面，可以分析每一位在图像中的相对重要性点运算——6位平面切片一幅8比特分形图像点运算——6位平面切片代数运算•算术运算✓加✓减✓乘✓除:一幅图像取反和另一幅图像相乘•逻辑运算✓非

5、✓与✓或✓异或•加法运算的定义C(x,y)=A(x,y)+B(x,y)•主要应用举例✓去除叠加性噪声✓生成图像叠加效果代数运算——加法•去除叠加性噪声对于原图像f(x,y),有一个噪声图像集{gi(x,y)}i=1,2,...N其中：gi(x,y)=f(x,y)+h(x,y)i假设噪声h(x,y)均值为0，且互不相关N个图像的均值定义为：g(x,y)=1/N(g0(x,y)+g1(x,y)+…+gN(x,y))期望值E(g(x,y))=f(x,y)上述图像均值将降低噪声的影响代数运算——加法代数运算——加法原图噪声图像N=8N=16N=64N=128•去除叠加性

6、噪声——星系图举例N=8N=16N=64N=128去除叠加性噪声——星系图举例灰度级差别越小，图像越暗•原图与均值图像的差值图像和直方图像素个数均值减小，标准差减小•生成图像叠加效果对于两个图像f(x,y)和h(x,y)的均值有：g(x,y)=1/2f(x,y)+1/2h(x,y)推广这个公式为：g(x,y)=αf(x,y)+βh(x,y)其中α+β=1可以得到各种图像合成的效果，也可以用于两张图片的衔接代数运算——加法代数运算——加法•减法的定义C(x,y)=A(x,y)-B(x,y)•主要应用举例✓显示两幅图像的差异，检测同一场景两幅图像之间的变化如：视频中

7、镜头边界的检测✓去除不需要的叠加性图案✓图像分割：如分割运动的车辆，减法去掉静止部分，剩余的是运动元素和噪声代数运算——减法•检测同一场景两幅图像之间的变化设：时间1的图像为T1(x,y)，时间2的图像为T2(x,y)g(x,y)=T2(x,y)-T1(x,y)例：视频中镜头边界的检测(后面介绍)代数运算——减法•去除不需要的叠加性图案设：背景图像b(x,y)，前景背景混合图像f(x,y)g(x,y)=f(x,y)–b(x,y)g(x,y)为去除了背景的图像。代数运算——减法代数运算——减法g(x,y)叠加蓝色背景减去背景b(x,y)•去除不需要的叠加性图案例：

8、电视制作的蓝屏技术问题？