wzq-6图像复原与重建(冈萨雷斯第三版)要点.ppt

第六章 彩色图像处理 6.3 伪彩色图像处理 伪彩色(又称假彩色)图像处理是根据特定的准则对灰度值赋以彩色的处理，即将灰度图像（黑白图像）转换为彩色图像，或者是将单色图像变换成给定彩色分布的图像。 主要目的是为了方便人更清楚地分析灰度图中的灰度层次，提高人眼对图像的细节分辨能力，以达到图像增强的目的。因为人眼对彩色的分辨能力比对灰度的分辨能力更强(人眼能辨别几千种颜色和强度，而只能辨别几十种灰度)。 基本原理是将黑白图像或者单色图像的各个灰度级匹配到彩色空间中的一点，从而使单色图像映射成彩色图像。黑白图像中不同的灰度级赋予不同的彩色。 灰度分层(又称为密度分层)和彩色编码是最简单的一种伪彩色图像处理方法。 将灰度图像中的像素灰度理解为高度，则可以将图像转为3维。通过插入分割平面，将图像划分为不同的“层”，为每一层赋以一种彩色。 例1：灰度分层—8个彩色平面 6.4 全彩色图像处理基础 彩色反转(求补色)(底片效果) 补色：彩色环中相对的颜色为补色。 一种颜色和它的补色相加等于白色 □彩色分层目的：突出图像中特殊的彩色区域，从其周围分离出目标物。 □彩色分层基本思路: (1)显示感兴趣的颜色以便从背景中把他们分离出来； 或 (2)像模板那样使用由彩色定义的区域，以便进一步处理。 色调变换（几个色调不平衡的例子） 彩色平衡校正 直方图均衡自动地确定一种变换，这种变换试图产生具有均匀灰度值的直方图。在多分量的彩色图像中，独立地进行彩色图像分量的直方图均衡通常是不可取的，这将产生不正确的彩色。一个合乎逻辑的方法是均匀地扩展彩色强度，保留彩色本身（即色调和饱和度）不变。显然，HIS彩色空间更适合这一处理过程。 6.6.1 彩色图像平滑 HSI彩色模型，仅对强度分量进行平滑，保留色调和饱和度分量不变，并把处理结果转换为RGB图像加以显示。 用5×5平均模板平滑图像。图a处理RGB每一分量图像的结果；图b处理HSI图像强度分量，转换为RGB图像的结果；图c两种结果间的差别： □在色调图像中分离出感兴趣的特征区，饱和度被用作一个模板图像，与之相乘。强度图像不常用，因为它不携带彩色信息。 □在饱和度图像中设置阈值（门限），大于门限的像素值赋1值（白），其它赋0（黑）。 给定一个感兴趣的彩色点样品集，可得到一个彩色“平均”估计，这种彩色是我们希望分割的彩色。令这个平均彩色用RGB向量a表示，令z代表RGB空间的任意一点，如果他们之间的距离（欧式距离）小于特定的阈值D0，我们就说z和a是相似的： 用拉普拉斯尖锐化 6.6.2 彩色图像锐化 6.6.2 彩色图像锐化 □左图为用拉普拉斯算子对RGB分别锐化处理后的全彩色图像； □中间为仅对HSI中的I分量使用拉普拉斯算子锐化处理后的全彩色图像； □右图为前面两图的差异。 6.7 基于彩色的图像分割 分割是把一幅图像分成区域的处理，具体在第10章详细讨论。 6.7.1 HSI彩色空间分割 6.7 基于彩色的图像分割 彩色图像处理 ◆伪彩色图像处理（重点） ◆真彩色图像处理（了解） 彩色图像处理 6.3.1 灰度分层 显示了利用平面把图像函数f(x,y)=Li切割为两部分。 如果对上图所示的平面每一面赋以不同的彩色，平面上任何灰度级上的像素将编码成一种彩色;任何平面之下的像素将编码为另一种彩色。位于平面上的灰度级本身被任意赋以两种彩色之一。其结果是一幅两色图像，相关的彩色状态可由沿灰度轴上下移动切割平面来控制。 6.3.1 灰度分层 对于一幅灰度图像f（x，y）来说，在m-1个灰度级f(x,y)=L1,f(x,y)=L2,…,f(x,y)=Lm-1上设置m-1个平行于xy平面的切割平面，将图像切割成m个灰度级不同的区域A1，A2，…，Am，，则灰度级到彩色的赋值按下式进行 即对每一个区域赋以一种颜色，从而将灰度图像变为有m种颜色的伪彩色图像。 6.3.1 灰度分层 灰度级到彩色的映射 —强度分层技术另一种表示 6.3.1 灰度分层 (a)Picker甲状腺模型的单色图像 6.3.1 灰度分层 (b) 强度分为8层后进行伪彩色处理的结果 例2：灰度分层—16个彩色平面 图像灰度为255，焊点质量有问题。 处理：给255灰度级赋予一种颜色，其它的所有灰度赋予另一种颜色，极大地简化识别过程，降低误视率。 6.3.1 灰度分层 例3：灰度分层 例4：灰度分层—用颜色突出降雨量 用图b所示的彩色对0到255灰度级编码，趋于蓝色值意味着低降雨量，相反为红色。 6.3.1 灰度分层 密度分层法优缺点： 优点：处理方法简单易行，仅用硬件即可实现。 缺点：所得伪彩色图像彩色生硬，且量化噪声大，为了减少量化噪