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1、《圖像處理與機器視覺》綜述姓名：楊博文學號：S0705417專業(yè)：航空宇航制造工程時間：2008年5月21日第一章圖像增強的研究和發(fā)展現(xiàn)狀圖像在采集過程中不可避免的會受到傳感器靈敏度、噪聲干擾以及模數(shù)轉(zhuǎn)換時量化問題等各種因素的影響，而導致圖像無法達到令人滿意的視覺效果，為了實現(xiàn)人眼觀察或者機器自動分析、識別的目的，對原始圖像所做的改善行為，就被稱作圖像增強。圖像增強包涵了非常廣泛的內(nèi)容，凡是改變原始圖像的結(jié)構(gòu)關系以取得更好的判斷和應用效果的所有處理手段，都可以歸結(jié)為圖像增強處理，其目的就是為了改善圖像的質(zhì)量和視覺效果，或?qū)D像轉(zhuǎn)換成更
2、適合于人眼觀察或機器分析、識別的形式，以便從中獲取更加有用的信息。常用的圖像增強處理方式包括灰度變換、直方圖修正、圖像銳化、噪聲去除、幾何畸變校正、頻域濾波和彩色增強等。由于圖像增強與感興趣的物體特性、觀察者的習慣和處理目的密切相關，盡管處理方式多種多樣，但它帶有很強的針對性。因此，圖像增強算法的應用也是有針對性的，并不存在一種通用的、適應各種應用場合的增強算法。于是，為了使各種不同特定目的的圖像質(zhì)量得到改善，產(chǎn)生了多種圖像增強算法。這些算法根據(jù)處理空間的不同分為基于空間域的圖像增強算法和基于變換域的圖像增強算法。基于空間域的圖像增強
3、算法又可以分為空域的變換增強算法、空域的濾波增強算法以及空域的彩色增強算法；基于變換域的圖像增強算法可以分為頻域的平滑增強算法、頻域的銳化增強算法以及頻域的彩色增強算法。盡管各種圖像增強技術已取得了長足的發(fā)展，形成了許多成熟、經(jīng)典的處理方法，但新的增強技術依然在日新月異地發(fā)展完善，不斷推陳出新，其中尤其以不引起圖像模糊的去噪聲方法（如空域的局部統(tǒng)計法）和新的頻域濾波器增強技術（如小波變換，K－L變換等）最為引人矚目。第二章圖像增強的基本方法一般而言，圖像增強是根據(jù)具體的應用場景和圖像的模糊情況而采用特定的增強方法來突出圖像中的某些信息
4、，削弱或消除無關信息，以達到強調(diào)圖像的整體或局部特征的目的。常用的圖像增強方法有灰度變換、直方圖修正、噪聲清除、圖像銳化、頻域濾波、同態(tài)濾波及彩色增強等。圖像增強的方法主要分為兩類：空域增強法和頻域增強法。空域增強法直接針對圖像中的像素，對圖像的灰度進行處理；頻域增強法是基于圖像的Fourier變換式對圖像頻譜進行改善，增強或抑制所希望的頻譜。2.1灰度變換灰度變換增強的原理如下：設r和s分別代表原始圖像和增強圖像的灰度，T(·)為映射函數(shù)，通過映射函數(shù)T(·)，將原始圖像f(x,y)中的灰度r映射成增強圖像g(x,y)中的灰度s，使
5、得圖像灰度的動態(tài)范圍得以擴展或壓縮，用以改善對比度?；叶茸儞Q是圖像對比度增強的一個有效手段，它與圖像的像素位置及被處理像素的鄰域灰度無關。灰度變換處理的關鍵在于設計一個合適的映射函數(shù)（曲線）。映射函數(shù)的設計有兩類方法，一類是根據(jù)圖像特點和處理工作需求，人為設計映射函數(shù)，試探其處理效果；另一類設計方法是從改變圖像整體的灰度分布出發(fā)，設計一種映射函數(shù)，使變換后圖像灰度直方圖達到或接近預定的形狀。映射變換的類型取決于所需增強特性的選擇。常用的灰度變換有如下幾種：線性變換，分段線性變換和非線性變換。2.2直方圖修正直方圖修正是以概率論為基礎演
6、繹出來的對圖像灰度進行變換的又一種對比度增強處理。圖像f(x,y)中的某一灰度fi的像素數(shù)目ni所占總像素數(shù)目N的份額ni/N，稱為該灰度像素在該圖中出現(xiàn)的概率密度pi(fi).常用的直方圖修正有如下幾種：直方圖均衡化和直方圖規(guī)定化。2.3噪聲清除圖像在處理過程中可能會受到多種噪聲的干擾，如傳感器噪聲、相片顆粒噪聲和信道傳輸誤差噪聲等。通常情況下，這些噪聲在圖像上表現(xiàn)為孤立像素的離散變化，在空間上是不相關的。去除噪聲的方法很多，從大的方面來說有統(tǒng)計濾波、頻域濾波和空域處理等，但它們各有千秋。前二者運算量大，比較復雜，精度較高；后者運算
7、簡便，但精度較低。目前比較經(jīng)典的去噪聲方法有鄰域平均法、空域低通濾波和中值濾波等，但他們都或多或少給圖像帶來模糊。2.3.1鄰域平均法鄰域平均法的原理是，對于一幅給定圖像f(x,y)，其像素大小為的N×N，取圍繞點(x,y)的預設鄰域內(nèi)的幾個像素點（不含點(x,y)）的灰度平均值作為增強圖像中該點的灰度，然后依次對N×N個像素點做上述相似處理，由此構(gòu)成新的圖像g(x,y)。鄰域平均法雖然簡單易行，抑制噪聲的效果也較為明顯，但存在著邊緣模糊的效應。隨著鄰域的增大，抑制噪聲效果和邊緣模糊效應同時增加。為了減輕邊緣模糊效，可利用設定閾值的鄰
8、域平均。2.3.2空域低通濾波在一幅圖像的灰度級中，邊緣和其他尖銳的跳躍（例如噪聲）對Fourier變換的高頻分量有很大的貢獻。因此，通過一個適當?shù)牡屯V波器將一定范圍的高頻分量加以衰減，可以起到較好的去噪聲效果。設f(
