第4章 圖像增強(qiáng)

1、2問題的引入問題的引入 看兩個(gè)圖例，分析畫面效果不好的原因?？磧蓚€(gè)圖例，分析畫面效果不好的原因。亮暗差別不是很大亮暗差別不是很大3解決問題的思路解決問題的思路 提高對(duì)比度，增加清晰度提高對(duì)比度，增加清晰度44.1 對(duì)比度對(duì)比度對(duì)比度的概念：對(duì)比度的概念： 對(duì)比度：通俗地講，就是亮暗的對(duì)對(duì)比度：通俗地講，就是亮暗的對(duì)比程度。比程度。 對(duì)比度通常表現(xiàn)了圖像畫質(zhì)的清晰對(duì)比度通常表現(xiàn)了圖像畫質(zhì)的清晰程度。程度。5對(duì)比度的計(jì)算對(duì)比度的計(jì)算 對(duì)比度的計(jì)算公式如下：對(duì)比度的計(jì)算公式如下： 其中：其中：即相鄰像素間的灰度差即相鄰像素間的灰度差 即相鄰像素間的灰度差為即相鄰像素間的灰度差為的像的像素分布概率素分

2、布概率2( , )( , )Ci jP i j( , ) |i jij( , )P i j6 像素的鄰域像素的鄰域一個(gè)坐標(biāo)為一個(gè)坐標(biāo)為(x,y)的像素的像素p，有，有4個(gè)水平和垂個(gè)水平和垂直方向的近鄰像素。坐標(biāo)分別為直方向的近鄰像素。坐標(biāo)分別為(x-1,y)，(x,y+1)，(x+1,y)，(x,y-1)。這些像素組。這些像素組成成p的四鄰域，用的四鄰域，用N4(p)表示。再加上表示。再加上P的的4個(gè)對(duì)角鄰域像素個(gè)對(duì)角鄰域像素(x-1,y-1)、(x-1,y+1)、(x+1,y+1)、(x+1,y-1)合成為合成為P的八鄰域的八鄰域, 用用N8(p)表示表示 。23P14N4(p)4325P1

3、678N8(p)7對(duì)比度的計(jì)算例題對(duì)比度的計(jì)算例題 設(shè)圖像信息設(shè)圖像信息強(qiáng)度為：強(qiáng)度為： (四鄰域范圍四鄰域范圍)1399213736066820L2222222222(12 ) (262 ) (606 ) (02 )LC 22222222222222(111 ) (1225 ) (2463 ) (421 )22222222222222(133 ) (3652 ) (6632 ) (616 )2222222222(32 ) (262 ) (622 ) (26 )/4816.68188 圖像在獲取、傳輸?shù)冗^程中，往往會(huì)發(fā)生質(zhì)量損圖像在獲取、傳輸?shù)冗^程中，往往會(huì)發(fā)生質(zhì)量損傷，通常利用圖像增強(qiáng)方法以

4、改善圖像的質(zhì)量。傷，通常利用圖像增強(qiáng)方法以改善圖像的質(zhì)量。 圖像增強(qiáng)的目的是為了改善畫質(zhì)，使圖像的顯示圖像增強(qiáng)的目的是為了改善畫質(zhì)，使圖像的顯示更加清晰。更加清晰。 圖像增強(qiáng)可能為了視覺的或應(yīng)用的需要圖像增強(qiáng)可能為了視覺的或應(yīng)用的需要, 使圖像使圖像中重要的（或感興趣的）內(nèi)容更突出，更容易被中重要的（或感興趣的）內(nèi)容更突出，更容易被獲取，對(duì)不重要的內(nèi)容加以抑制，以獲得更顯著獲取，對(duì)不重要的內(nèi)容加以抑制，以獲得更顯著的顯示效果。的顯示效果。 圖像增強(qiáng)可以將不同灰度的圖像賦以不同的彩色圖像增強(qiáng)可以將不同灰度的圖像賦以不同的彩色（即偽彩色），以增強(qiáng)人類的視覺感知。在醫(yī)學(xué)（即偽彩色），以增強(qiáng)人類的視覺

5、感知。在醫(yī)學(xué)圖像處理和多波段遙感圖像中經(jīng)常采用。圖像處理和多波段遙感圖像中經(jīng)常采用。圖像增強(qiáng)圖像增強(qiáng)9圖像增強(qiáng)可以有多種方法，這一章主要圖像增強(qiáng)可以有多種方法，這一章主要介紹圖像灰度變換。介紹圖像灰度變換。圖像的灰度變換也稱為直方圖修正。圖像的灰度變換也稱為直方圖修正。對(duì)灰度直方圖進(jìn)行某些操作，可以改變對(duì)灰度直方圖進(jìn)行某些操作，可以改變圖像的某些特性，從而使它直接成為圖圖像的某些特性，從而使它直接成為圖像處理的一種手段。像處理的一種手段。所謂灰度變換，就是通過一個(gè)灰度映射所謂灰度變換，就是通過一個(gè)灰度映射函數(shù)：函數(shù)：Gnew=F(Gold)，將原灰度直方圖改，將原灰度直方圖改造成你所希望的直方

6、圖。所以，灰度變?cè)斐赡闼Ｍ闹狈綀D。所以，灰度變換的關(guān)鍵就是灰度映射函數(shù)換的關(guān)鍵就是灰度映射函數(shù)F。1010圖像灰度變換主要包括：圖像灰度變換主要包括：1.線性對(duì)比度展寬線性對(duì)比度展寬2.動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整3.直方圖均衡化處理直方圖均衡化處理4.偽彩色技術(shù)偽彩色技術(shù)5.圖像反色圖像反色11114.2 對(duì)比度展寬對(duì)比度展寬 設(shè)有一幅圖，由于成像時(shí)光照不足，使得設(shè)有一幅圖，由于成像時(shí)光照不足，使得整幅圖偏暗，（灰度范圍從整幅圖偏暗，（灰度范圍從0到到63）；或）；或者成像時(shí)光照過強(qiáng)，使得整幅圖偏亮，者成像時(shí)光照過強(qiáng)，使得整幅圖偏亮，（灰度范圍從（灰度范圍從200到到255）。我們稱這些情）

7、。我們稱這些情況為低對(duì)比度，即灰度都擠在一起，沒有況為低對(duì)比度，即灰度都擠在一起，沒有拉開。拉開。灰度擴(kuò)展的意思就是把你所感興趣的灰度灰度擴(kuò)展的意思就是把你所感興趣的灰度范圍拉開，使得該范圍內(nèi)的像素，亮的越范圍拉開，使得該范圍內(nèi)的像素，亮的越亮，暗的越暗，從而達(dá)到了增強(qiáng)對(duì)比度的亮，暗的越暗，從而達(dá)到了增強(qiáng)對(duì)比度的目的。我們可以用如下的圖來說明對(duì)比度目的。我們可以用如下的圖來說明對(duì)比度擴(kuò)展的原理。擴(kuò)展的原理。1212圖中的橫坐標(biāo)圖中的橫坐標(biāo)f表示原圖表示原圖的灰度值，縱坐標(biāo)的灰度值，縱坐標(biāo)g表示表示經(jīng)過對(duì)比度擴(kuò)展后得到經(jīng)過對(duì)比度擴(kuò)展后得到了新的灰度值。了新的灰度值。、為三段直線的斜率。為三段直線

8、的斜率。a到到b表示原圖中要進(jìn)行表示原圖中要進(jìn)行對(duì)比度擴(kuò)展的范圍，則對(duì)比度擴(kuò)展的范圍，則新的灰度值位于新的灰度值位于ga,gb范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。255abfg255gagb對(duì)比度線性展寬映射關(guān)系對(duì)比度線性展寬映射關(guān)系1313右圖為左圖取右圖為左圖取a=100；b=150 ； =3.0進(jìn)進(jìn)行對(duì)比度展寬的結(jié)果?？梢钥闯隽恋膮^(qū)域行對(duì)比度展寬的結(jié)果?？梢钥闯隽恋膮^(qū)域（雕塑）變得更亮，暗的區(qū)域（手）變得更（雕塑）變得更亮，暗的區(qū)域（手）變得更暗。暗。 14對(duì)比度展寬效果4.3 灰級(jí)窗及灰級(jí)窗切片灰級(jí)窗及灰級(jí)窗切片 4.3.1 灰級(jí)窗灰級(jí)窗灰級(jí)窗也稱為灰度窗口，它是將某一區(qū)間的灰灰級(jí)窗也稱為灰度窗口，它是將

9、某一區(qū)間的灰度級(jí)和其它部分（背景）分開，只顯示指定灰度級(jí)和其它部分（背景）分開，只顯示指定灰度級(jí)范圍內(nèi)的信息。度級(jí)范圍內(nèi)的信息?；壹?jí)窗也稱削波灰級(jí)窗也稱削波(cliping)。它可以看作對(duì)比度。它可以看作對(duì)比度擴(kuò)展的一個(gè)特例。擴(kuò)展的一個(gè)特例。255abfg255gagb255abfg25516灰級(jí)窗映射的計(jì)算公式表示如下：灰級(jí)窗映射的計(jì)算公式表示如下： 00( , )( , )( ( , )( , )0( , )255(1,2,;1,2, )aaabbf i jfg i jf i jfff i jfff i jim jn255abfg255gagb255abfg25517灰級(jí)窗作用：只保留感興

10、趣的部分，其余部灰級(jí)窗作用：只保留感興趣的部分，其余部分置為分置為0。下面的右圖為左圖取下面的右圖為左圖取a=150；b=200 的結(jié)的結(jié)果。把亮的區(qū)域（雕塑）提取出來。果。把亮的區(qū)域（雕塑）提取出來。灰級(jí)窗效果示例原圖原圖肺窗肺窗肌肉窗肌肉窗骨窗骨窗19灰級(jí)窗效果示意圖原圖原圖對(duì)比度展寬對(duì)比度展寬灰級(jí)窗灰級(jí)窗204.3.2 灰級(jí)窗切片灰級(jí)窗切片將待檢測(cè)灰度分布范圍內(nèi)的像素值將待檢測(cè)灰度分布范圍內(nèi)的像素值映射成映射成255，將在此范圍之外的像素，將在此范圍之外的像素灰度值映射成灰度值映射成0。255abfg25521灰級(jí)窗切片效果示意圖224.4 動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整 動(dòng)態(tài)范圍：是指圖像中

11、從暗到亮的變動(dòng)態(tài)范圍：是指圖像中從暗到亮的變化范圍?；秶?。 由于人眼所可以分辨的灰度的變化范由于人眼所可以分辨的灰度的變化范圍是有限的，所以當(dāng)動(dòng)態(tài)范圍太大時(shí)，圍是有限的，所以當(dāng)動(dòng)態(tài)范圍太大時(shí)，很高的亮度值把暗區(qū)的信號(hào)都掩蓋了。很高的亮度值把暗區(qū)的信號(hào)都掩蓋了。（例如：剛剛從室外進(jìn)入正在放映電（例如：剛剛從室外進(jìn)入正在放映電影的電影院中。）影的電影院中。） 通過通過動(dòng)態(tài)范圍的壓縮動(dòng)態(tài)范圍的壓縮可以將所關(guān)心部可以將所關(guān)心部分的灰度級(jí)的變化范圍分的灰度級(jí)的變化范圍擴(kuò)大擴(kuò)大。一、線性動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整：一、線性動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整：0( , )( , ) ( , )( , )( , )aabbf i jfNg i

12、 jf i jaff i jfbaNf i jf255abfg255黑黑白白a ab b0 0255255N為最高灰度值為最高灰度值線性動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整線性動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整 例題例題1 3 9 9 82 1 3 7 33 6 0 6 46 8 2 0 52 9 2 6 0灰度變化范圍灰度變化范圍a,ba,b為為2,72,70 39 9 90 03 9 33 60 6 46 90 0 50 90 6 00 2 9 9 90 0 2 9 22 7 0 7 47 9 0 0 50 9 0 7 0將將2,7轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)換到0,9作用：進(jìn)行亮暗限幅作用：進(jìn)行亮暗限幅 g(i,j)=9/5*f(i,j)-18/5C=

13、16.9211C=26.289525線性動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整效果 二、非線性動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整二、非線性動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整 提出非線性動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整，提出非線性動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整，是因?yàn)榫€性動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整是因?yàn)榫€性動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整的分段線性影射不夠光滑。的分段線性影射不夠光滑。 非線性動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整，可非線性動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整，可以用光滑的曲線來實(shí)現(xiàn)。以用光滑的曲線來實(shí)現(xiàn)。 考慮到人眼對(duì)視覺信號(hào)的考慮到人眼對(duì)視覺信號(hào)的處理過程中，有一個(gè)近似處理過程中，有一個(gè)近似對(duì)數(shù)算子的環(huán)節(jié)，因此，對(duì)數(shù)算子的環(huán)節(jié)，因此，可采用對(duì)數(shù)運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)非可采用對(duì)數(shù)運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)非線性動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整。線性動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整。)1 (log10fcg27非線性動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整非線性

14、動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整 例題例題1 1 3 3 9 9 9 9 8 82 2 1 1 3 3 7 7 3 33 3 6 6 0 0 6 6 4 46 6 8 8 2 2 0 0 5 52 2 9 9 2 2 6 6 0 03 3 5 5 9 9 9 9 9 94 4 3 3 5 5 8 8 5 55 5 8 8 0 0 8 8 6 68 8 9 9 4 4 0 0 7 74 4 9 9 4 4 8 8 0 0g(i,j)=9*log(f(i,j)+1)作用：將暗的部分?jǐn)U展，而將亮的部分抑制。作用：將暗的部分?jǐn)U展，而將亮的部分抑制。C=16.9211C=18.763228非線性動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整294.5 直方

15、圖均衡化直方圖均衡化 直方圖均衡方法的基本思想是對(duì)在圖像中像素個(gè)直方圖均衡方法的基本思想是對(duì)在圖像中像素個(gè)數(shù)多的灰度級(jí)進(jìn)行展寬，而對(duì)像素個(gè)數(shù)少的灰度數(shù)多的灰度級(jí)進(jìn)行展寬，而對(duì)像素個(gè)數(shù)少的灰度級(jí)進(jìn)行縮減。從而達(dá)到清晰圖像的目的。級(jí)進(jìn)行縮減。從而達(dá)到清晰圖像的目的。 直方圖均衡化（平滑化）是一種最常用的直方圖修直方圖均衡化（平滑化）是一種最常用的直方圖修正，它是把給定圖像的直方圖分布改造成均勻直方正，它是把給定圖像的直方圖分布改造成均勻直方圖分布。直方圖均衡化導(dǎo)致圖像的對(duì)比度增加。圖分布。直方圖均衡化導(dǎo)致圖像的對(duì)比度增加。 由信息學(xué)的理論來解釋，具有最大熵（信息量）的由信息學(xué)的理論來解釋，具有最大

16、熵（信息量）的圖像為均衡化圖像。直觀地講，直方圖均衡化一方圖像為均衡化圖像。直觀地講，直方圖均衡化一方面要求盡量擴(kuò)展灰度的分布域；另一方面更重要的面要求盡量擴(kuò)展灰度的分布域；另一方面更重要的是努力使每一個(gè)灰度級(jí)上的頻度是努力使每一個(gè)灰度級(jí)上的頻度盡可能一致盡可能一致。 頻度趨于一致的圖像使人感覺色調(diào)沉穩(wěn)、安定，意頻度趨于一致的圖像使人感覺色調(diào)沉穩(wěn)、安定，意味著圖像質(zhì)量味著圖像質(zhì)量“好好”。直方圖均衡化方法的具體步驟如下：直方圖均衡化方法的具體步驟如下： 求原圖像求原圖像f(i,j)的灰度直方圖，設(shè)用的灰度直方圖，設(shè)用256維的向量維的向量hj表示；表示； 由由hj 求原圖的灰度分布概率，記作求

17、原圖的灰度分布概率，記作Pf，則有，則有其中，其中，Nf=MN(M,N分別為圖像的長和寬分別為圖像的長和寬)為圖像的為圖像的總像素個(gè)數(shù)；總像素個(gè)數(shù)； 計(jì)算圖像各個(gè)灰度值的累計(jì)分布概率，記作計(jì)算圖像各個(gè)灰度值的累計(jì)分布概率，記作pa，則，則 其中，令其中，令pa（0）= 0 進(jìn)行直方圖均衡化計(jì)算，得到處理后圖像的像素值進(jìn)行直方圖均衡化計(jì)算，得到處理后圖像的像素值g(i,j)為：為：算法：設(shè)算法：設(shè)f、g分別為原圖像和處理后的圖像。分別為原圖像和處理后的圖像。1) 求出原圖求出原圖f的灰度直方圖，設(shè)為的灰度直方圖，設(shè)為h。 h為一個(gè)為一個(gè)N維（維（256色灰度圖為色灰度圖為256維）的維）的向量。

18、向量。1 3 9 9 82 1 3 7 33 6 0 6 46 8 2 0 52 9 2 6 0 0 31 22 43 44 15 16 47 18 29 32）求出原圖的灰度分布概率）求出原圖的灰度分布概率計(jì)算圖像計(jì)算圖像f的總體像素個(gè)數(shù)的總體像素個(gè)數(shù)Nf=mn (m,n分分別為圖像的長和寬別為圖像的長和寬)； 計(jì)算每個(gè)灰度級(jí)的像素個(gè)數(shù)在整個(gè)圖像中所計(jì)算每個(gè)灰度級(jí)的像素個(gè)數(shù)在整個(gè)圖像中所占的百分比：占的百分比：Pf(i)=h(i)/Nf (i=0,1,N)0 31 22 43 44 15 16 47 18 29 3 00.1210.0820.1630.1640.0450.0460.1670.

19、0480.0890.123）計(jì)算圖像各灰度級(jí)的累計(jì)分布計(jì)算圖像各灰度級(jí)的累計(jì)分布hp。 ikfakpip0)()(Ni,.,2 , 1 00.1210.0820.1630.1640.0450.0460.1670.0480.0890.120010.2020.3630.5240.5650.6060.7670.8080.8891.004）求出新圖像求出新圖像g的灰度值。的灰度值。(確定原圖各點(diǎn)灰度值與新圖各點(diǎn)灰度值的映確定原圖各點(diǎn)灰度值與新圖各點(diǎn)灰度值的映射關(guān)系射關(guān)系) )(ipNIntga2 5 9 9 83 2 5 7 55 7 0 7 57 8 3 0 53 9 3 7 0 0 01 0.20

20、2 0.363 0.524 0.565 0.606 0.767 0.808 0.889 1.000 01 22 33 54 55 56 77 78 89 90 01 1.82 3.23 4.74 5.05 5.46 6.87 7.28 7.99 90)0(ap3535 36直方圖均衡化的效果原圖像及直方圖：均衡后的圖像及直方圖：原圖較暗且動(dòng)態(tài)范圍小在直方圖中的表現(xiàn)是直方圖灰度范圍窄且集中在低灰度值區(qū)域。現(xiàn)在直方圖占據(jù)了整個(gè)圖像灰度值的允許范圍，增加了圖像的動(dòng)態(tài)范圍。圖像的反差大了，細(xì)節(jié)清楚了37374.6 偽彩色偽彩色由于人眼分辨不同彩色的能力比分別不同的灰度由于人眼分辨不同彩色的能力比分別不

21、同的灰度級(jí)的能力強(qiáng)，因此，把人眼無法區(qū)別的灰度變化，級(jí)的能力強(qiáng)，因此，把人眼無法區(qū)別的灰度變化，施以不同的彩色來提高識(shí)別率，這便是偽彩色增施以不同的彩色來提高識(shí)別率，這便是偽彩色增強(qiáng)的基本依據(jù)。強(qiáng)的基本依據(jù)。下圖是在遙感及醫(yī)學(xué)圖像處理中的偽彩色圖。下圖是在遙感及醫(yī)學(xué)圖像處理中的偽彩色圖。38將灰度映射到彩色空間的變換可將灰度映射到彩色空間的變換可以表示成：以表示成：39通常選擇若干種明顯不同的顏色來通常選擇若干種明顯不同的顏色來分別代表不同的數(shù)據(jù)區(qū)間，以達(dá)到分別代表不同的數(shù)據(jù)區(qū)間，以達(dá)到分類的目的。分類的目的。實(shí)現(xiàn)偽彩色的方法可有很多，這里實(shí)現(xiàn)偽彩色的方法可有很多，這里給出三種：給出三種：基于

22、灰度調(diào)色板的偽彩色方法；基于灰度調(diào)色板的偽彩色方法；基于灰度變換的偽彩色方法；基于灰度變換的偽彩色方法；基于區(qū)域分割的偽彩色方法?；趨^(qū)域分割的偽彩色方法。404.6.1基于灰度調(diào)色板的偽彩色方法基于灰度調(diào)色板的偽彩色方法將灰度圖像中的像素灰度值不與亮暗相對(duì)將灰度圖像中的像素灰度值不與亮暗相對(duì)應(yīng)，而對(duì)應(yīng)與不同的顏色索引值；應(yīng)，而對(duì)應(yīng)與不同的顏色索引值；即在以下彩虹條中找出即在以下彩虹條中找出256256種索引色，構(gòu)成種索引色，構(gòu)成調(diào)色板，即可得到基于灰度調(diào)色板的偽彩調(diào)色板，即可得到基于灰度調(diào)色板的偽彩色圖。色圖。索引值索引值 R G B 1 R1 G1 B1 2 R2 G2 B2 ： : :

23、: N RN GN BN灰灰度度值值414.6.2 基于灰度變換的偽彩色方法基于灰度變換的偽彩色方法仿照對(duì)溫度的描述，當(dāng)溫度較低時(shí)，我們仿照對(duì)溫度的描述，當(dāng)溫度較低時(shí)，我們會(huì)想到藍(lán)色（冷色調(diào)），當(dāng)溫度較高時(shí)，會(huì)想到藍(lán)色（冷色調(diào)），當(dāng)溫度較高時(shí)，我們會(huì)想到紅色（暖色調(diào)）。我們會(huì)想到紅色（暖色調(diào)）。將灰度圖像將灰度圖像中亮度低的映射為中亮度低的映射為藍(lán)色，藍(lán)色，亮度亮度高高的映射為的映射為紅色，即可得到基于灰度變換的偽彩色圖。紅色，即可得到基于灰度變換的偽彩色圖。42 由此，可以按照如下所示的影射關(guān)系進(jìn)行偽彩色處理。由此，可以按照如下所示的影射關(guān)系進(jìn)行偽彩色處理。2552550 63 127 19

24、1 2550 63 127 191 255 f fg gR R2552550 63 127 191 2550 63 127 191 255 f fg gG G255255f fg gB B0 63 127 191 2550 63 127 191 255 按照前面的影射關(guān)系，最終可以獲得灰度與彩色的對(duì)應(yīng)按照前面的影射關(guān)系，最終可以獲得灰度與彩色的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示?？梢钥吹?，顏色與光照強(qiáng)度相關(guān)。關(guān)系如下圖所示?？梢钥吹剑伾c光照強(qiáng)度相關(guān)。43基于灰度變換的偽彩色效果示例基于灰度變換的偽彩色效果示例444.6.3基于區(qū)域分割的偽彩色方法基于區(qū)域分割的偽彩色方法 將圖像經(jīng)灰級(jí)窗處理后形成若干個(gè)分將

25、圖像經(jīng)灰級(jí)窗處理后形成若干個(gè)分離的區(qū)域，采用不同的色調(diào)著色處理，離的區(qū)域，采用不同的色調(diào)著色處理，就可以形成基于區(qū)域分割的偽彩色圖。就可以形成基于區(qū)域分割的偽彩色圖。目的是可同時(shí)增強(qiáng)并清晰地觀察不同目的是可同時(shí)增強(qiáng)并清晰地觀察不同區(qū)域的細(xì)節(jié)。區(qū)域的細(xì)節(jié)。45基于區(qū)域分割的偽彩色增強(qiáng)示例基于區(qū)域分割的偽彩色增強(qiáng)示例46基于區(qū)域分割的偽彩色增強(qiáng)示例基于區(qū)域分割的偽彩色增強(qiáng)示例474.7 彩色變換彩色變換4.7.1 反色反色(invert) 反色就是形成底片效果。如下圖，右圖為左反色就是形成底片效果。如下圖，右圖為左圖的反色。圖的反色。48彩色圖像亦然。如下圖，右圖為左圖的反色。彩色圖像亦然。如下圖

26、，右圖為左圖的反色。4949反色的實(shí)際含義是將灰度值反轉(zhuǎn)。反色的實(shí)際含義是將灰度值反轉(zhuǎn)。若顏色的量化級(jí)別是若顏色的量化級(jí)別是256，則新圖的灰度值為，則新圖的灰度值為255減去減去原圖的灰度值。這里針對(duì)的是所有圖，包括真彩圖原圖的灰度值。這里針對(duì)的是所有圖，包括真彩圖（三個(gè)通道），帶調(diào)色板的彩色圖（又稱為索引色圖）（三個(gè)通道），帶調(diào)色板的彩色圖（又稱為索引色圖）和灰度圖。和灰度圖。不同種類有不同的處理：不同種類有不同的處理： 真彩圖：真彩圖不帶調(diào)色板，每個(gè)像素用真彩圖：真彩圖不帶調(diào)色板，每個(gè)像素用3個(gè)字節(jié)，個(gè)字節(jié)，表示表示R，G，B三個(gè)分量。所以處理很簡(jiǎn)單，把反轉(zhuǎn)三個(gè)分量。所以處理很簡(jiǎn)單，把反

27、轉(zhuǎn)后的后的R，G，B值寫入新圖即可。值寫入新圖即可。 帶調(diào)色板的彩色圖（帶調(diào)色板的彩色圖（8位索引色圖）：將每個(gè)像素的位索引色圖）：將每個(gè)像素的灰度值反轉(zhuǎn)即可。也可以只將調(diào)色板中的顏色反轉(zhuǎn)，灰度值反轉(zhuǎn)即可。也可以只將調(diào)色板中的顏色反轉(zhuǎn)，形成新調(diào)色板，而位圖數(shù)據(jù)不用動(dòng)，同樣可以實(shí)現(xiàn)形成新調(diào)色板，而位圖數(shù)據(jù)不用動(dòng)，同樣可以實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。反轉(zhuǎn)。 灰度圖灰度圖：同上。：同上。50504.7.2 真彩圖轉(zhuǎn)真彩圖轉(zhuǎn)256色圖色圖真彩圖包含最多達(dá)真彩圖包含最多達(dá)2的的24次方種顏色，怎次方種顏色，怎樣從中選出樣從中選出256種顏色，又要使顏色的失種顏色，又要使顏色的失真比較小，這是一個(gè)比較復(fù)雜的問題。真比較小，

28、這是一個(gè)比較復(fù)雜的問題。簡(jiǎn)單的做法是將簡(jiǎn)單的做法是將R：G：B以以3：3：2表示，表示，即取即取R，G的高的高3位，位，B的高兩位，組成一的高兩位，組成一個(gè)字節(jié)，表示個(gè)字節(jié)，表示256種顏色，但失真肯定很種顏色，但失真肯定很嚴(yán)重。嚴(yán)重。5151下面的算法能夠比較好的實(shí)現(xiàn)真彩色到下面的算法能夠比較好的實(shí)現(xiàn)真彩色到256色色的轉(zhuǎn)換。的轉(zhuǎn)換。它的思想是：它的思想是：1)準(zhǔn)備一個(gè)長度為準(zhǔn)備一個(gè)長度為4096的數(shù)組，代表的數(shù)組，代表4096種顏種顏色。統(tǒng)計(jì)圖中的每一個(gè)像素，取色。統(tǒng)計(jì)圖中的每一個(gè)像素，取R，G，B的最高的最高四位，拼成一個(gè)四位，拼成一個(gè)12位的整數(shù)，根據(jù)該整數(shù)將對(duì)位的整數(shù)，根據(jù)該整數(shù)將對(duì)

29、應(yīng)的數(shù)組元素加應(yīng)的數(shù)組元素加1。2)全部統(tǒng)計(jì)完后，就得到了這全部統(tǒng)計(jì)完后，就得到了這4096種顏色的使種顏色的使用頻率。其中可能有些顏色一次也沒用到，即對(duì)用頻率。其中可能有些顏色一次也沒用到，即對(duì)應(yīng)的數(shù)組元素為零（假設(shè)不為零的數(shù)組元素共有應(yīng)的數(shù)組元素為零（假設(shè)不為零的數(shù)組元素共有PalCounts個(gè)）。個(gè)）。52下面的算法能夠比較好的實(shí)現(xiàn)真彩到下面的算法能夠比較好的實(shí)現(xiàn)真彩到256色的色的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。它的思想是：它的思想是：3)清除為零的數(shù)組元素，使得前清除為零的數(shù)組元素，使得前PalCounts個(gè)元個(gè)元素都不為零。將這素都不為零。將這PalCounts個(gè)數(shù)從大到小排序個(gè)數(shù)從大到小排序（用起泡排序），前（用起泡排序），前256種顏色就是用的最多的種顏色就是用的最多的顏色，它們將作為調(diào)色板上的顏色，它們將作為調(diào)色板上的256種顏色。種顏色。4)對(duì)于剩下的對(duì)于剩下的PalCounts-256種顏色并不是簡(jiǎn)單種顏色并不是簡(jiǎn)單的丟棄，而是用前的丟棄，而是用前256種顏色中的一種來代替。種顏色中的一種來代替。53下面的兩幅圖，左圖是原真彩圖，右圖為用上面的下面的兩幅圖，左圖是原真彩圖，右圖為用上面的算法轉(zhuǎn)成的算法轉(zhuǎn)成的256色圖，可以看出，效果還不錯(cuò)。色圖，可以看出，效果還不錯(cuò)。 544.