圖像處理課件版04圖像增強(qiáng)點(diǎn)運(yùn)算

數(shù)字圖像處理圖像增強(qiáng)的點(diǎn)運(yùn)算圖像增強(qiáng)算法并不能增加原始圖像的信息，而是通過(guò)某種技術(shù)手段有選擇地突出對(duì)某一具體應(yīng)用有價(jià)值的信息?；叶染€(xiàn)性變換1．全域線(xiàn)性變換灰度范圍線(xiàn)性變換關(guān)系采用線(xiàn)性變換對(duì)圖像每一個(gè)像素灰度作線(xiàn)性拉伸，可有效地改善圖像視覺(jué)效果。反相變換

在圖像增強(qiáng)中，為了突出感興趣的目標(biāo)或灰度區(qū)間，相對(duì)抑制那些不感興趣的灰度區(qū)間，可以采用分段線(xiàn)性變換。常用的方法是分三段作線(xiàn)性變換，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為2．分段線(xiàn)性變換對(duì)比度擴(kuò)展（ContrastStretching）：分段線(xiàn)性變換中最常見(jiàn)的就是對(duì)比度擴(kuò)展，即圖像對(duì)比度增強(qiáng)。消波的變換關(guān)系削波（Clipping）：削波可以看作是對(duì)比度擴(kuò)展的一個(gè)特例。閾值化的變化關(guān)系閾值化（Thresholding）：閾值化可以看作是削波的一個(gè)特例3.對(duì)數(shù)變換對(duì)數(shù)變換的一般表達(dá)式為可以使用更簡(jiǎn)化的形式。比如matlab中：F=log(1+F);對(duì)數(shù)變換的主要應(yīng)用對(duì)數(shù)變換將變化范圍較大的灰度級(jí)壓縮到較小的范圍內(nèi)例如：顯示傅里葉變換的頻譜值頻譜值的范圍從0到106或更高圖像顯示系統(tǒng)不能顯示如此大范圍的灰度值，使許多重要的灰度細(xì)節(jié)顯示不出來(lái)增強(qiáng)較暗區(qū)域的對(duì)比，減弱較亮區(qū)域的對(duì)比。4.指數(shù)變換指數(shù)變換可以對(duì)圖像的高灰度區(qū)給予較大的拉伸。一般表達(dá)式為伽馬變換γ<1時(shí)變換將增強(qiáng)較暗區(qū)域的對(duì)比，減弱較亮區(qū)域的對(duì)比。γ>1時(shí)變換作用相反；右上，左下，右下分別為γ=3.0,4.0,5.0時(shí)的結(jié)果(a)原始灰度圖像(b)|(c)(b)log10對(duì)數(shù)變換處理結(jié)果(c)γ=2時(shí)冪變換的處理結(jié)果5.直方圖均衡一幅圖像的像素若占有全部的灰度級(jí)且分布均勻，就能夠具有高對(duì)比度；灰度級(jí)變換，新圖像中每個(gè)點(diǎn)的灰度s是該點(diǎn)原始灰度r的變換結(jié)果：s=T(r)基本思想是：把原始圖的直方圖變換為均勻分布的形式(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)少的灰度級(jí)進(jìn)行縮減)，這樣增加了像素灰度值的動(dòng)態(tài)范圍，從而達(dá)到增強(qiáng)圖像整體對(duì)比度的效果；直方圖均衡化算法(1)求出圖像中所包含的灰度級(jí)fj

,可以定為0~L-1,(0~255)(2)統(tǒng)計(jì)各灰度級(jí)的像素?cái)?shù)目nj(j=0,1,2,…L-1)(3)計(jì)算圖像直方圖:(4)計(jì)算累積分布函數(shù)：i=0,1,2,…L-1nnfPjjf=)(（5）應(yīng)用以下公式計(jì)算映射后的輸出圖像的灰度級(jí)gi(i=0,1,2,…P-1)

，P為輸出圖像灰度級(jí)的個(gè)數(shù)：其中，為取整符號(hào)；（6）統(tǒng)計(jì)映射后各灰度級(jí)的像素?cái)?shù)目；（7）計(jì)算輸出圖像直方圖；（8）用的映射關(guān)系修改原始圖像的灰度級(jí)，從而獲得直方圖近似為均勻分布的輸出圖像。均衡化處理舉例，有一幅8×8的圖像如下所示:0464445555044454554464656044065544644406444040554446444444075555共有8個(gè)灰度級(jí)：01234567各灰度級(jí)像素?cái)?shù)nj：8000311681求直方圖pf(nj/n)：.125000.484.25.125.016映射gi=

INT[7C(i)+0.5]

：11114677求C(i)：.125.125.125.125.609.859.9841.001474446666144464664474767144176644744417444141664447444444176666統(tǒng)計(jì)ni：8888311699直方圖(ni/n)

：.125.125.125.125.484.25.141.141fi

gi這樣，不同的灰度級(jí)(6,7)合并成同一個(gè)灰度級(jí)，減少了圖像的灰度等級(jí)，以便換取對(duì)比度的擴(kuò)大。00.14290.28570.42860.57140.71430.85711.006.直方圖規(guī)定化使原圖像灰度直方圖變成規(guī)定形狀的直方圖而對(duì)圖像作修正的一種增強(qiáng)方法直方圖規(guī)定化算法直方圖規(guī)定化增強(qiáng)處理的步驟如下：①對(duì)原始圖像作直方圖均衡化處理；②按照希望得到的圖像的灰度概率密度函數(shù)pz(z)，求得變換函數(shù)G(z)；③用步驟①得到的灰度級(jí)s作逆變換z=G-1(s)。經(jīng)過(guò)以上處理得到的圖像的灰度級(jí)將具有規(guī)定的概率密度函數(shù)pz(z)。0464445555044454554464656044165544644406444042554446444444375555共有8個(gè)灰度級(jí)：01234567各灰度級(jí)像素?cái)?shù)nj：5111311681求直方圖pf(nj/n)：.078.016.016.016.484.25.125.016規(guī)定輸出直方圖pz

：00.20.500.3求C(f)：.078.094.110.126.610.860.9851.012474447777244474774474777244277744744427444242774447444444277777確定映射關(guān)系：2222