数字图像处理第5章图象增强ppt课件.ppt

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1、5.1灰度直方图的修正5.2图象的频域处理增强5.3平滑5.4锐化5.5彩色图象增强5.6图像复原第五章图象增强5.1概述在各类图像系统中，图像的传送和转换，总要造成图像质量降低。例如，摄像时，由于光线变化、光学系统失真、相对运动、大气湍流等都会使图像模糊；再如传输过程中噪声污染图像，引起图像质量下降等。因此，必须对降质图像进行改善处理。改善的方法有两类：图像增强和图像复原。1）图像增强（1）目的图像增强技术是不考虑图像降质的原因，只将图像中感兴趣的特征有选择地突出，而衰减其不需要的特征，故改善后的图像不一定要去逼近原图像。从图像质量评价观点来看，图像增强的主要目的是提高图像的可懂度，更

2、有利于人的视觉感知。（2）方法空间域法和频率域法。空间域法主要在空间域内对像素灰度值直接运算处理，如图像的灰度变换、直方图修正、图像空域平滑和锐化处理、伪彩色处理等。频率域法就是在图像的某种变换域内，对图像的变换值进行运算如先对图像进行傅立叶变换，再对图像的频域进行滤波处理，最后将滤波处理后的图像变换值反变换到空间域，从而获得增强后的图像。2）图像复原图像复原技术与增强技术不同，它需要了解图像降质的原因，一般要根据图像降质过程的某些先验知识，建立“降质模型”，再用降质模型，按照某种处理方法，恢复或重建原来的图像。复原的好坏应有一个规定的客观标准，以便能对复原的结果作出某种最佳的估计。图像

3、复原技术的主要目的是提高图像质量的保真度。常用的方法主要有两种：(1)灰度级变换：针对图像某一部分或整幅图像曝光不足而使用，其目的是增加图像灰度对比度。(2)直方图修正：能够使图像具有所需要的灰度分布，从而有选择地突出所需要的图像特征，来满足人们的需要5.2灰度修正5.2.1灰度变换假定原来图像灰度级范围为(A,B),其中某一灰度级为Z，经过变换后为Z',要求Z'应在灰度级动态范围(Z1,ZK)之内。用下列关系式将Z映射到Z':要根据图像灰度级范围(A,B),与灰度级动态范围(Z1,ZK)的不同关系，采用不同的映射关系，共有6种类型(1)图像曝光不充分，使(A,B)为(Z1,ZK)的子区

4、，即A>Z1,B

5、分段压扩变换，使需要的细节灰度级拉伸，增强对比度，而不需要的细节灰度级压缩。设某图像中有30个灰度级，分别为1,2，…，30。我们希望将（10，20）灰度级区域扩展，而将其他灰度级区域压缩压扩的一般规律：斜率=1——灰度差不变，灰度值上移或下移斜率>1——动态范围拉伸，对比度拉伸0<斜率<1——动态范围压缩，对比度压缩斜率<0——灰度翻转，亮的部分变暗，暗的部分变亮(a)高灰度段拉伸(b)低灰度段拉伸(c)中间一段拉伸并使高、低灰度级压缩(4)有些情况下，实际应用需要将图像的灰度级几个子区域都扩展到显示器件的整个动态范围，人为地构成假轮廓，从而获得满意的视觉效果。(5)有时图像的动态范围

6、太大，在显示或观察时，高的亮度值将暗区的信号都掩盖了。为增强低灰度级像素，压制高灰度级像素，通常用对数变换方法进行调整灰度级的动态。即取式中Z,Z'分别表示变换前后的图像灰度级，c为比例系数。(6)幂次变换。幂次变换的基本形式为式中：Z,Z’分别表示变换前后的图像灰度级。c和r为正常数。r<1提高灰度级，在正比函数上方，使图像变亮r<1降低灰度级，在正比函数下方，使图像变暗(5.2.7)(a)是一幅冲淡的航空图像。采用式（5.2.7），并且c=1,r>1值进行处理。令r=3.0、4.0和5.0的处理结果如图(b)－(d)所示。从图可看出r为3.0和4.0时，可得到较高的对比度，特别是：r

7、＝4.0时（图c）效果更好些。在r＝5.0时得到结果有些地方太暗（左上方），而且丢失了一些细节。直方图(Histogram)灰度直方图的横坐标是灰度级，纵坐标是该灰度级出现的频度，它是图象最基本的统计特征。灰度直方图表示图象中具有某种灰度级的象素的个数，反映了图象中每种灰度出现的频率。离散形式：nr—第r级灰度的象素数N—图象的总象素数5.2.2直方图修正归一化直方图的P(rk)在0～1之间，而一个归一化的直方图所有部分之和等于1。