對比度增強-圖像增強-文檔資料

1、1圖像增強對比度增強圖像平滑圖像銳化 同態(tài)濾波偽彩色與假彩色處理代數(shù)運算幾何運算 2目的： 采用一系列技術(shù)去改善圖像的視覺效果，或?qū)D像轉(zhuǎn)換成一種更適合于人或機器進行分析處理的形式。圖像增強并不以圖像保真為準則，而是有選擇地突出某些對人或機器分析有意義的信息，抑制無用信息，提高圖像的使用價值。3方法： 空間域處理 全局運算：在整個圖像空間域進行。 局部運算：在與像素有關(guān)的空間域進行。 點運算：對圖像作逐點運算。頻域處理 在圖像的Fourier變換域上進行處理。4對比度增強灰度變換法 線性變換 對數(shù)變換 指數(shù)變換直方圖調(diào)整法 直方圖均衡化 直方圖匹配要點： 5灰度變換法 (一)線性灰度變換 當圖

2、像成像時曝光不足或過度, 或由于成像設(shè)備的非線性和圖像記錄設(shè)備動態(tài)范圍太窄等因素。都會產(chǎn)生對比度不足的弊病，使圖像中的細節(jié)分辨不清。這時可將灰度范圍線性擴展。 設(shè)f(x,y)灰度范圍為a,b，g(x,y)灰度范圍為c,d,6ayxfcbyxfacayxfabcdbyxfdyxg),(),(),(),(),(線性灰度變換7線性灰度變換0f(x,y)g(x,y)abcd8灰度變換法 (二)分段線性灰度變換 將感興趣的灰度范圍線性擴展，相對抑制不感興趣的灰度區(qū)域。 設(shè)f(x,y)灰度范圍為0,Mf，g(x,y)灰度范圍為0,Mg,9ayxfyxfacbyxfacayxfabcdMyxfbdbyxfb

3、MdMyxgffg),(0),(),(),(),(),(),(分段線性灰度變換10分段線性灰度變換0f(x,y)g(x,y)abcdMfMg11灰度變換法 (三)非線性灰度變換 （1）對數(shù)變換 低灰度區(qū)擴展，高灰度區(qū)壓縮。 （2）指數(shù)變換 高灰度區(qū)擴展，低灰度區(qū)壓縮。12cbyxfayxgln 1),(ln),(對數(shù)變換a,b,c是按需要可以調(diào)整的參數(shù)。13對數(shù)變換對數(shù)變換141),(),(ayxfcbyxg指數(shù)變換a,b,c是按需要可以調(diào)整的參數(shù)。15指數(shù)變換16習(xí)題對于一個大小為6464的24位彩色圖像，無壓縮時所需的存儲空間是多少。令原圖像f(x,y)的灰度范圍為50,80,線性變換后圖

4、像g(x,y)的范圍為20，180，寫出f與g之間存在的變換公式。試給出將灰度范圍(0, 10)拉伸為(0, 15)，灰度范圍(10, 20)移到(15, 25)，及灰度范圍(20, 30)壓縮為(25, 30)的變換方程。簡述實現(xiàn)8位位圖的反色變換方法，并編程實現(xiàn)。17習(xí)題假設(shè)有2張磁碟，每張都含有撞球桌的4位數(shù)字圖像（白色為15）。兩張圖片都是在同一位置拍攝得到，其中一張攝于比賽結(jié)束前，含有獲勝的一擊（擊落最后3個白球為勝），另一張攝于桌面清空后的瞬間。每張都含有本磁碟中圖片的直方圖。(1)試判斷哪張磁碟中的圖片含有球？磁碟1：【0,100,400,700,800,600,500,600,

5、500,400, 400,600,400,100,0,0】磁碟2： 【0,100,300,700,700,600,500,600,500,400, 400,600,500,200,0,0】(2)用含有球的圖片減去不含球的圖片，構(gòu)成一張新的圖片，試求出新圖片的直方圖。18直方圖調(diào)整法（一）直方圖均衡化 Histogram Equalization 直方圖:表示數(shù)字圖像中的每一灰度級與其出現(xiàn)的頻率(該灰度級的像素數(shù)目)間的統(tǒng)計關(guān)系,用橫坐標表示灰度級, 縱坐標表示頻數(shù)(也可用概率表示)。 直方圖:1920直方圖均衡化 直方圖均衡化是將原圖像的直方圖通過變換函數(shù)修正為均勻的直方圖，然后按均衡直方圖修

6、正原圖像。 圖像均衡化處理后，圖像的直方圖是平直的，即各灰度級具有相同的出現(xiàn)頻數(shù)，那么由于灰度級具有均勻的概率分布，圖像看起來就更清晰了。 21直方圖均衡化 首先假定連續(xù)灰度級的情況，推導(dǎo)直方圖均衡化變換公式，令r代表灰度級，P ( r ) 為概率密度函數(shù)。 r值已歸一化，最大灰度值為1。22連續(xù)灰度的直方圖非均勻分布23連續(xù)灰度的直方圖均勻分布24直方圖均衡化目標25直方圖均衡化 要找到一種變換 S=T ( r ) 使直方圖變平直，為使變換后的灰度仍保持從黑到白的單一變化順序，且變換范圍與原先一致，以避免整體變亮或變暗。必須規(guī)定： （1）在0r1中，T(r)是單調(diào)遞增函數(shù)，且0T(r)1；

7、（2）反變換r=T-1(s),T-1(s)也為單調(diào)遞增函數(shù)，0s1。rjrj+rsjsj+s直方圖均衡化變換公式推導(dǎo)圖示27直方圖均衡化 考慮到灰度變換不影響像素的位置分布，也不會增減像素數(shù)目。所以有)(1)()(000rTsdsdsspdrrprssrdrrprT0) 12()()(28直方圖均衡化 應(yīng)用到離散灰度級，設(shè)一幅圖像的像素總數(shù)為n，分L個灰度級。 第k個灰度級出現(xiàn)的頻數(shù)。 第k個灰度級出現(xiàn)的概率 其中0rk1，k=0,1,2,.,L-1 形式為：)22()()(00kjkjjjkknnrprTs29例例例：設(shè)圖像有例：設(shè)圖像有6464* *64=409664=4096個像素，有個

8、像素，有8 8個灰度級，灰度個灰度級，灰度分布如表所示。進行分布如表所示。進行直直方圖均衡化方圖均衡化。rkr0=0r1=1/7r2=2/7r3=3/7r4=4/7r5=5/7r6=6/7r7=1 nk 790102385065632924512281p(rk) 0.190.250.210.160.080.060.030.0230步驟：步驟：rkr0=0r1=1/7r2=2/7r3=3/7r4=4/7r5=5/7r6=6/7r7=1 nk 790102385065632924512281p(rk) 0.190.250.210.160.080.060.030.02例例311. 1. 由（由（3.

9、113.11）式計算）式計算s sk k。rkr0=0r1=1/7r2=2/7r3=3/7r4=4/7r5=5/7r6=6/7r7=1 nk 790102385065632924512281p(rk) 0.190.250.210.160.080.060.030.02sk計算計算 0.190.440.650.810.890.950.981.00例例32rkr0=0r1=1/7r2=2/7r3=3/7r4=4/7r5=5/7r6=6/7r7=1 nk 790102385065632924512281p(rk) 0.190.250.210.160.080.060.030.02sk計算計算 0.190

10、.440.650.810.890.950.981.00sk舍入舍入 1/73/75/76/76/71112. 2. 把計算的把計算的s sk k就近安排到就近安排到8 8個個灰度級中?；叶燃壷小＠?3rkr0=0r1=1/7r2=2/7r3=3/7r4=4/7r5=5/7r6=6/7r7=1 nk 790102385065632924512281p(rk) 0.190.250.210.160.080.060.030.02sk計算計算 0.190.440.650.810.890.950.981.00sk舍入舍入 1/73/75/76/76/7111sk nsk 7901023850985448

11、p(sk) 0.190.250.210.240.113. 3. 重新命名重新命名s sk k，歸并相同灰度歸并相同灰度級的像素數(shù)。級的像素數(shù)。例例34均衡化前后直方圖比較例例35直方圖均衡化 直方圖均衡化實質(zhì)上是減少圖像的灰度級以換取對比度的加大。在均衡過程中，原來的直方圖上頻數(shù)較小的灰度級被歸入很少幾個或一個灰度級內(nèi)，故得不到增強。若這些灰度級所構(gòu)成的圖像細節(jié)比較重要，則需采用局部區(qū)域直方圖均衡。36直方圖調(diào)整法 （二）直方圖匹配 修改一幅圖像的直方圖，使得它與另一幅圖像的直方圖匹配或具有一種預(yù)先規(guī)定的函數(shù)形狀。 目標：突出我們感興趣的灰度范圍，使圖像質(zhì)量改善。37連續(xù)灰度的直方圖原圖38連

12、續(xù)灰度的直方圖規(guī)定試寫出把灰度范圍 0，50 壓縮成0，10，把范圍 50，200 擴張為 10，245，并把范圍 200，255 壓縮成 245，255 的變換方程。畫出經(jīng)過下面二次灰度變換的等效灰度變換曲線。習(xí)題：255255g(x,y)f(x,y)255255h(x,y)g(x,y) 給出一幅4bit 的圖像，作出個灰度級出現(xiàn)的頻數(shù)與灰度級的對應(yīng)關(guān)系直方圖。習(xí)題：53714624141214315613121513157144151116241533515335282413173156201312154149121215151511541411已知一幅圖像如下所示，即半邊為深灰色，灰度等級為1/7，另半邊為黑色，灰度級為0。假定 0，1 劃分為8個灰度級，試對此圖像進行直方圖均衡化處理，并描述一下均衡化