圖像處理課件版04圖像增強點運算

數(shù)字圖像處理圖像增強的點運算圖像增強算法并不能增加原始圖像的信息，而是通過某種技術(shù)手段有選擇地突出對某一具體應(yīng)用有價值的信息?；叶染€性變換1．全域線性變換灰度范圍線性變換關(guān)系采用線性變換對圖像每一個像素灰度作線性拉伸，可有效地改善圖像視覺效果。反相變換

在圖像增強中，為了突出感興趣的目標或灰度區(qū)間，相對抑制那些不感興趣的灰度區(qū)間，可以采用分段線性變換。常用的方法是分三段作線性變換，其數(shù)學(xué)表達式為2．分段線性變換對比度擴展（ContrastStretching）：分段線性變換中最常見的就是對比度擴展，即圖像對比度增強。消波的變換關(guān)系削波（Clipping）：削波可以看作是對比度擴展的一個特例。閾值化的變化關(guān)系閾值化（Thresholding）：閾值化可以看作是削波的一個特例3.對數(shù)變換對數(shù)變換的一般表達式為可以使用更簡化的形式。比如matlab中：F=log(1+F);對數(shù)變換的主要應(yīng)用對數(shù)變換將變化范圍較大的灰度級壓縮到較小的范圍內(nèi)例如：顯示傅里葉變換的頻譜值頻譜值的范圍從0到106或更高圖像顯示系統(tǒng)不能顯示如此大范圍的灰度值，使許多重要的灰度細節(jié)顯示不出來增強較暗區(qū)域的對比，減弱較亮區(qū)域的對比。4.指數(shù)變換指數(shù)變換可以對圖像的高灰度區(qū)給予較大的拉伸。一般表達式為伽馬變換γ<1時變換將增強較暗區(qū)域的對比，減弱較亮區(qū)域的對比。γ>1時變換作用相反；右上，左下，右下分別為γ=3.0,4.0,5.0時的結(jié)果(a)原始灰度圖像(b)|(c)(b)log10對數(shù)變換處理結(jié)果(c)γ=2時冪變換的處理結(jié)果5.直方圖均衡一幅圖像的像素若占有全部的灰度級且分布均勻，就能夠具有高對比度；灰度級變換，新圖像中每個點的灰度s是該點原始灰度r的變換結(jié)果：s=T(r)基本思想是：把原始圖的直方圖變換為均勻分布的形式(對在圖像中像素個數(shù)多的灰度級進行展寬，而對像素個數(shù)少的灰度級進行縮減)，這樣增加了像素灰度值的動態(tài)范圍，從而達到增強圖像整體對比度的效果；直方圖均衡化算法(1)求出圖像中所包含的灰度級fj

,可以定為0~L-1,(0~255)(2)統(tǒng)計各灰度級的像素數(shù)目nj(j=0,1,2,…L-1)(3)計算圖像直方圖:(4)計算累積分布函數(shù)：i=0,1,2,…L-1nnfPjjf=)(（5）應(yīng)用以下公式計算映射后的輸出圖像的灰度級gi(i=0,1,2,…P-1)

，P為輸出圖像灰度級的個數(shù)：其中，為取整符號；（6）統(tǒng)計映射后各灰度級的像素數(shù)目；（7）計算輸出圖像直方圖；（8）用的映射關(guān)系修改原始圖像的灰度級，從而獲得直方圖近似為均勻分布的輸出圖像。均衡化處理舉例，有一幅8×8的圖像如下所示:0464445555044454554464656044065544644406444040554446444444075555共有8個灰度級：01234567各灰度級像素數(shù)nj：8000311681求直方圖pf(nj/n)：.125000.484.25.125.016映射gi=

INT[7C(i)+0.5]

：11114677求C(i)：.125.125.125.125.609.859.9841.001474446666144464664474767144176644744417444141664447444444176666統(tǒng)計ni：8888311699直方圖(ni/n)

：.125.125.125.125.484.25.141.141fi

gi這樣，不同的灰度級(6,7)合并成同一個灰度級，減少了圖像的灰度等級，以便換取對比度的擴大。00.14290.28570.42860.57140.71430.85711.006.直方圖規(guī)定化使原圖像灰度直方圖變成規(guī)定形狀的直方圖而對圖像作修正的一種增強方法直方圖規(guī)定化算法直方圖規(guī)定化增強處理的步驟如下：①對原始圖像作直方圖均衡化處理；②按照希望得到的圖像的灰度概率密度函數(shù)pz(z)，求得變換函數(shù)G(z)；③用步驟①得到的灰度級s作逆變換z=G-1(s)。經(jīng)過以上處理得到的圖像的灰度級將具有規(guī)定的概率密度函數(shù)pz(z)。0464445555044454554464656044165544644406444042554446444444375555共有8個灰度級：01234567各灰度級像素數(shù)nj：5111311681求直方圖pf(nj/n)：.078.016.016.016.484.25.125.016規(guī)定輸出直方圖pz

：00.20.500.3求C(f)：.078.094.110.126.610.860.9851.012474447777244474774474777244277744744427444242774447444444277777確定映射關(guān)系：2222