灰度圖像的銳化處理

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1、實(shí)驗(yàn)五灰度圖像的銳化處理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解圖像銳化的基本原理；2．掌握?qǐng)D像空域銳化處理的方法；3．利用VC編寫(xiě)圖像空域銳化處理的程序；4．在微機(jī)上調(diào)試程序。二、實(shí)驗(yàn)原理圖像平滑處理可以減弱噪聲的影響，但窗口增大后將會(huì)產(chǎn)生圖像邊緣不清的問(wèn)題。圖像在傳輸和轉(zhuǎn)換過(guò)程中，一般來(lái)講，質(zhì)量都會(huì)降低，除了噪聲的因素之外，圖像一般都要變得模糊一些，這主要因?yàn)閳D像的傳輸或轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的傳遞函數(shù)對(duì)高頻成分的衰減作用，造成圖像的細(xì)節(jié)輪廓不清晰。圖像銳化的作用就是補(bǔ)償圖像的輪廓，增強(qiáng)圖像的邊緣級(jí)灰度跳變部分，使圖像較清晰。圖像銳化是一種能加強(qiáng)圖像輪廓的處

2、理方法，因此，從增強(qiáng)的目的來(lái)看它是與圖像平滑相反的一類(lèi)處理，圖像銳化同樣也可分為頻域和空域處理兩類(lèi)實(shí)現(xiàn)方法。本實(shí)驗(yàn)要求完成空域中圖像的銳化處理。1．圖像空域銳化處理的方法微分處理可加強(qiáng)高頻成分，例如對(duì)正弦信號(hào)sin(Nx)，其微分為余弦函數(shù)Ncos(Nx)，經(jīng)微分處理后，信號(hào)的頻率不變，幅度增大N倍，且頻率越高，增幅越大。對(duì)圖像進(jìn)行微分處理后：Df/DxG[(x,y)]=Df/DyG[(x,y)]是點(diǎn)(x,y)的梯度，其方向指向f(x,y)最大變化方向。對(duì)連續(xù)圖像：G[(x,y)]=[（Df/Dx）2+（Df/Dy）2]1/2對(duì)

3、離散圖像：G[(x,y)]常采用下列幾種算法：（1）典型的差分算法G[(x,y)]=[[f(x,y)-f(x+1,y)]2+[f(x,y)-f(x,y+1)]2]1/2（2）羅伯茨算法G[(x,y)]=[[f(x,y)-f(x+1,y+1)]2+[f(x+1,y)-f(x,y+1)]2]1/2（3）絕對(duì)差算法相對(duì)于典型的差分算法和羅伯茨算法有：G[(x,y)]=

4、f(x,y)-f(x+1,y)

5、+

6、f(x,y)-f(x,y+1)

7、G[(x,y)]=

8、f(x,y)-f(x+1,y+1)

9、+

10、f(x+1,y)-f(x,y+1)

11、在實(shí)

12、際處理一幅圖像時(shí)，最后一行（列）梯度的值一般可以用前一行（列）的梯度的值來(lái)代替。如果背景與目標(biāo)都是慢變的，且它們的灰度值相差較大，則用這種基于微分的處理方法可得較好的邊界，該方法的缺點(diǎn)是在f(x,y)中所有較平滑的區(qū)域經(jīng)變換處理后就變成了暗區(qū)。2．圖像空域銳化處理算法流程（1）縱橫方向微分運(yùn)算縱橫方向微分運(yùn)算功能是生成輸入圖像的縱方向和橫方向的微分圖像。本程序流程對(duì)輸入灰度圖像f(x,y)在縱方向（df/dx）和橫方向（df/dy）進(jìn)行微分，從而求得輸出圖像g(x,y)。在進(jìn)行數(shù)字處理時(shí)，微分用差分近似，并按下式求得：縱方向：g

13、(x,y)=f(x,y)-f(x-1,y)；橫方向：g(x,y)=f(x,y)-f(x1,y-1)。進(jìn)行縱方向微分還是橫方向微分可由輸入?yún)?shù)選擇（1：縱方向微分，0：橫方向微分）。流程圖如圖5-1所示，N為方向選擇參數(shù)。圖5-1縱橫方向微分運(yùn)算（2）雙方向一次微分運(yùn)算雙方向一次微分運(yùn)算完成對(duì)輸入圖像f(x,y)的縱橫兩個(gè)方向的一次微分圖像。本程序?qū)叶葓D像f(x,y)在縱方向和橫方向兩個(gè)方向進(jìn)行微分，程序中同樣是用差分來(lái)求得微分。流程圖如圖5-2所示。本算法按典型的差分算法來(lái)求得輸出圖像g(x,y)：g(x,y)=[[f(x,y

14、)-f(x+1,y)]2+[f(x,y)-f(x,y+1)]2]1/2圖5-2雙方向一次微分運(yùn)算三、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備1．預(yù)習(xí)本實(shí)驗(yàn)中關(guān)于圖像銳化處理的基本原理；2．了解本實(shí)驗(yàn)的目的和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．根據(jù)圖像空域銳化處理的方法和流程，利用VC編寫(xiě)圖像雙方向一次微分運(yùn)算（典型的差分算法）的程序；2．給定一幅BMP圖像，用所編程序?qū)o定圖像進(jìn)行操作，對(duì)圖像處理后另存為（*.bmp）文件，并用Photoshop驗(yàn)證所編程序的正確性；3．本實(shí)驗(yàn)要求完成圖像雙方向一次微分運(yùn)算，如有時(shí)間再做縱橫方向微分運(yùn)算。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1．總結(jié)圖像銳

15、化處理的原理和方法；2．總結(jié)對(duì)圖像雙方向一次微分運(yùn)算編程的過(guò)程；3．總結(jié)用Photoshop驗(yàn)證所編寫(xiě)程序的過(guò)程。4．對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。六、參考程序在BIBAPI.h中聲明梯度銳化函數(shù)BOOLWINAPIGradSharp(LPSTRlpDIBBits,LONGlWidth,LONGlHeight,BYTEbThre);，在DIBAPI.cpp中定義如下BOOLWINAPIGradSharp(LPSTRlpDIBBits,LONGlWidth,LONGlHeight){//梯度銳化unsignedchar*lpSrc1,*lp

16、Src2,*lpSrc;LONGi;LONGj;LONGlLineBytes;LONGfTemp;LONGfBiex=20;lLineBytes=WIDTHBYTES(lWidth*8);for(i=0;i