《數(shù)字圖像處理課件》PPT課件.ppt

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1、第四章圖像增強(qiáng)4.1概述和分類4.2空域變換增強(qiáng)4.3空域?yàn)V波增強(qiáng)4.4頻域增強(qiáng)4.5彩色增強(qiáng)4.1概述和分類一、目的1.改善圖像視覺效果，提高清晰度；2.改善（增強(qiáng)）感興趣部分（如濾除噪聲、銳化目標(biāo)物邊緣），以提高圖像可懂度。4.1概述和分類4.1概述和分類4.2空域變換增強(qiáng)基于點(diǎn)操作的增強(qiáng)方法也叫灰度變換，它不改變像素點(diǎn)位置，只改變像素灰度值。常見有以下幾類方法:(1)直接灰度變換(2)直方圖處理(3)圖像間運(yùn)算4.2空域變換增強(qiáng)1、直接灰度變換目的：加大圖像動(dòng)態(tài)范圍，擴(kuò)展對(duì)比度，使圖像清晰特征明顯。（1）灰度求反對(duì)圖像求反是將原圖灰度值翻轉(zhuǎn)

2、4.2空域變換增強(qiáng)例：求反4.2空域變換增強(qiáng)(2)增強(qiáng)對(duì)比度(分段線性變換)增強(qiáng)圖像對(duì)比度實(shí)際是增強(qiáng)原圖各部分之間的反差（灰度差別），典型的增強(qiáng)對(duì)比度曲線（這里是1條折線）見圖。通過這樣1個(gè)變換，原圖中灰度值在f1到f2間的動(dòng)態(tài)范圍增加了，從而這個(gè)范圍內(nèi)的對(duì)比度增強(qiáng)了。4.2空域變換增強(qiáng)增強(qiáng)原圖像中某兩灰度值間的動(dòng)態(tài)范圍：(1)擴(kuò)展有用，犧牲無用（見圖1-b）(2）擴(kuò)展有用，壓縮其它（見圖1-c）4.2空域變換增強(qiáng)例：4.2空域變換增強(qiáng)(3)動(dòng)態(tài)范圍壓縮該方法的目標(biāo)與增強(qiáng)對(duì)比度相反。一種常用的壓縮方法是借助對(duì)數(shù)形式的變換曲線4.2空域變換增強(qiáng)(2)

3、例：4.2空域變換增強(qiáng)題：選擇0fL-1sL-1A、減少圖像低灰度區(qū)的亮度B、減少圖像高灰度區(qū)的亮度C、增加圖像低灰度區(qū)的亮度D、增加圖像高灰度區(qū)的亮度4.2空域變換增強(qiáng)2、直方圖處理(1)灰度直方圖概念：圖像中各灰度級(jí)出現(xiàn)頻數(shù)分布的統(tǒng)計(jì)圖表。表示:圖像的灰度統(tǒng)計(jì)直方圖是1個(gè)1-D的離散函數(shù)：上式中fk為圖像f(x,y)的第k級(jí)灰度值，nk是圖像f(x,y)中具有灰度值fk的像素的個(gè)數(shù)，n是圖像像素總數(shù)。定義：反映各灰度級(jí)出現(xiàn)頻數(shù)的分布情況，進(jìn)而反映圖像對(duì)比（清晰）度，但不反映各灰度級(jí)的空間位置分布。4.2空域變換增強(qiáng)舉例應(yīng)用：直方圖修正灰度修正（

4、改變像素灰度值）?改變直方圖（修正）?灰度非線性變換方法：直方圖均衡化直方圖規(guī)定化（匹配）4.2空域變換增強(qiáng)例1：(a)4.2空域變換增強(qiáng)例2：(b)(c)4.2空域變換增強(qiáng)(b)(1)直方圖均衡化目的：直方圖均衡化是一種借助直方圖變換來增強(qiáng)圖像的方法，其基本思想是把原始圖的直方圖變換為均勻分布的形式，增加像素灰度值的動(dòng)態(tài)范圍，從而達(dá)到增強(qiáng)圖像整體對(duì)比度（清晰度↑）的效果?；叶仍鰪?qiáng)（變換）函數(shù)EN{·}的條件4.2空域變換增強(qiáng)方法4.2空域變換增強(qiáng)(b)舉例：序號(hào)運(yùn)算步驟和結(jié)果1列出原始灰度級(jí)012345672統(tǒng)計(jì)原始直方圖各級(jí)灰度79010238

5、50656329245122813計(jì)算原始直方圖0.190.250.210.160.080.060.030.024計(jì)算累計(jì)直方圖0.190.440.650.810.890.950.981.005取整135667776確定映射關(guān)系0-11-32-53,4-65,6,7-77統(tǒng)計(jì)新直方圖各灰度級(jí)79010238509854488計(jì)算新直方圖0.190.250.210.240.114.2空域變換增強(qiáng)(b)直方圖均衡化效果4.2空域變換增強(qiáng)結(jié)果分析4.2空域變換增強(qiáng)（2）直方圖規(guī)定化引入直方圖均衡化能自動(dòng)增強(qiáng)整個(gè)圖像對(duì)比度，結(jié)果得到全局均勻化直方圖，但實(shí)際

6、中有時(shí)要求突出感興趣灰度范圍，即修正直方圖使其具有要求的形式。4.2空域變換增強(qiáng)(b)（2）直方圖規(guī)定化指將原始直方圖變換成規(guī)定的直方圖，步驟為：1）如同均衡化方法中，對(duì)原始圖的直方圖進(jìn)行灰度均衡化：2)規(guī)定需要的直方圖，并計(jì)算能使規(guī)定的直方圖均衡化的變換：3)將第1個(gè)步驟得到的變換反轉(zhuǎn)過來，即將原始直方圖對(duì)應(yīng)映射到規(guī)定的直方圖，也就是將所有pf(fi)對(duì)應(yīng)到pu(uj)去。4.2空域變換增強(qiáng)(b)例：4.2空域變換增強(qiáng)(b)3、圖像間運(yùn)算加法運(yùn)算圖像加法的一種應(yīng)用方式是通過圖像平均以減少在圖像采集中產(chǎn)生的噪聲。設(shè)有1幅混入噪聲的圖g(x,y)是由

7、原始圖f(x,y)和噪聲圖e(x,y)疊加而成，即:4.2空域變換增強(qiáng)這里假設(shè)各點(diǎn)的噪聲是互不相關(guān)的，且具有零均值。設(shè)將M個(gè)圖像{gi(x,y)}相加求平均：那么新圖像和噪聲圖像各自均方差間的關(guān)系為：4.2空域變換增強(qiáng)(b)abcd圖(a)為1幅迭加了零均值高斯隨機(jī)噪聲灰度圖像。圖(b)，圖(c)和圖(d)分別為用4，8和16幅同類圖（噪聲均值和方差不變，但樣本不同）進(jìn)行相加平均的結(jié)果。4.2空域變換增強(qiáng)(b)減法運(yùn)算設(shè)有圖像f(x,y)和h(x,y)，它們的差為：圖像相減的結(jié)果就可把兩圖的差異顯示出來，這在運(yùn)動(dòng)檢測(cè)中很有用。4.2空域變換增強(qiáng)(b

8、)邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算只用于二值圖像。圖像處理中常用的邏輯運(yùn)算主要有：(1)與（AND）：記為pANDq（也可寫為p·q）；(