第4章空域圖像增強ppt課件.ppt

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1、第4章圖象增強§1點處理§2圖象平滑§3圖象銳化／邊緣增強§4圖像增強應用實例本章重難點為什么要進行圖像增強？圖像直方圖反應了圖像的什么特征？灰度線性變換直方圖均衡化平滑模板和銳化模板的區(qū)別圖象增強的目的是采用某種技術手段，改善圖象的視覺效果，或?qū)D象轉換成更適合于人眼觀察和機器分析識別的形式，以便從圖象中獲取更有用的信息。圖象增強與感興趣物體特性、觀察者的習慣和處理目的相關，因此，圖象增強算法應用是有針對性的，并不存在通用的增強算法。圖象增強的基本方法：1、空域處理：點處理（圖象灰度變換、直方圖均衡、偽彩色處理等）；鄰域處理（線性、非線性平滑和銳化等）；2、頻域處理：高、低

2、通濾波、同態(tài)濾波等。什么是直方圖？直方圖是圖象的一種統(tǒng)計表達直方圖反映了圖像中灰度的分布情況認識圖像的直方圖灰度統(tǒng)計直方圖1-D的離散函數(shù)提供了圖象象素的灰度值分布情況計算：設置一個有L個元素的數(shù)組，對原圖的灰度值進行統(tǒng)計不同類型的圖像對應的直方圖如圖4.4.2T§1點處理（PointOperation)點處理實際上是一種圖象灰度變換，它將輸入圖象f(x,y)中灰度r，通過映射函數(shù)T（·）映射成輸出圖象g(x,y)中的灰度s，與圖象象素位置及被處理象素鄰域灰度無關。其映射函數(shù)和變換示意圖如下：g(x,y)=T[f(x,y)]f(x,y)=rg(x,y)=s圖象的點處理操作關鍵

3、在于設計合適的映射函數(shù)（曲線），映射函數(shù)的設計有兩類方法，一類是根據(jù)圖象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象整體的灰度分布出發(fā)，設計一種映射函數(shù)，使變換后圖象灰度直方圖達到或接近預定的形狀。前者包括直接灰度變換方法和偽彩色處理等，后者為圖象直方圖修整方法，將在后面一一介紹。1.1.1灰度線性變換對輸入圖象灰度作線性擴張或壓縮，映射函數(shù)為一個直線方程，其表達式和演示控件如下：g(x,y)=af(x,y)+b;其中：a相當于變換直線的斜率,b相當于截距；a>1----對比度擴張b=0：a<1——對比度壓縮a=1——相當于復制b≠0:灰度

4、偏置思考一下：為什么系數(shù)a大于1的時候是對比度擴張，而系數(shù)a小于1的時候是對比度壓縮呢？取圖像初始灰度在60-150之間。當a=2，b=-50，變換后圖像灰度取值范圍是多少？取圖像初始灰度在60-150之間。當a=1/2，b=50，變換后圖像灰度取值范圍是多少？1.1.2分段線性處理與線性變換相類似，都是對輸入圖象的灰度對比度進行拉伸（Contraststretching），只是對不同灰度范圍進行不同的映射處理。當灰度范圍分成三段時，其表達式及演示示意如下：r1f(x,y);0

5、;f2

6、直方圖修整法1.2.1直方圖均衡化(Histogramequalization)圖象直方圖描述圖象中各灰度級出現(xiàn)的相對頻率.基于直方圖的灰度變換,是調(diào)整圖象直方圖到一個預定的形狀.例如,一些圖象由于其灰度分布集中在較窄的區(qū)間，對比度很弱,圖象細節(jié)看不清楚.此時,可采用圖像灰度直方圖均衡化處理,使得圖象的灰度分布趨向均勻,圖像所占有的象素灰度間距拉開,加大了圖像反差，改善視覺效果,達到增強目的。直方圖均衡化處理算法描述：原始圖象灰度級r歸一化在0?1之間，即0≦r≦1.pr(r)為原始圖象灰度分布的概率密度函數(shù),直方圖均衡化處理實際上就是尋找一個灰度變換函數(shù)T，使變化后的灰度值

7、S=T(r),其中，歸一化為0≦s≦1,即建立r與s之間的映射關系，要求處理后圖象灰度分布的概率密度函數(shù)ps(s)=1，期望所有灰度級出現(xiàn)概率相同。從下頁圖中可以看出在灰度變換的dr和ds區(qū)間內(nèi)，象素點個數(shù)是不變的，因此有：當dr0，ds0，略去下標j有由于s=T(r)ps(s)=1，則最終得到直方圖均衡化的灰度變換函數(shù)為它是原始圖象灰度r的累積分布函數(shù)（CDF）。對于數(shù)字圖象離散情況，其直方圖均衡化處理的計算步驟如下：1、統(tǒng)計原始圖象的直方圖rk是歸一化的輸入圖象灰度級；2、計算直方圖累積分布曲線3、