第04章图像增强汇编.ppt

第4章 图像增强 问题的引入 看两个图例，分析画面效果不好的原因。 解决问题的思路 提高对比度，增加清晰度 对比度的概念 对比度：通俗地讲，就是亮暗的对比程度。 对比度通常表现了图像画质的清晰程度。 * 对比度大的图像较对比度小的图像画面清晰度高，层次感强 4.1 图像增强概述 4.1.1 图像增强的定义 对图像的某些特征，如边缘、轮廓、对比度等进行强调或锐化，以便于显示、观察或进一步分析与处理。 图像增强的目的： 采用一系列技术改善图像的视觉效果，提高图像清晰度； 将图像转化成一种更适合于人或机器进行分析处理的形式 首要目标:处理图像，使其比原始图像更适合于特定应用。 增强的方法是因应用不同而不同的。 图像增强方法只能有选择地使用。 增强的结果只是靠人的主观感觉加以评价。 图像增强是通过处理设法有选择的突出某些感兴趣的信息，便于人或机器分析这些信息，抑制一些无用的信息，以提高图像的使用价值。 4.1.2 图像增强研究的内容 4.2 空间域单点增强 点运算：像素值通过运算改变之后，可以改善图像的显示效果。 是一种像素的逐点运算； 点运算与相邻的像素之间无运算关系； 是旧图像与新图像之间的映射关系。 对于一幅输入图像，经过点运算将产生一幅输出图像。 输出图像上每个像素的灰度值仅由相应输入像素的灰度值决定，而与像素点所在的位置无关。 典型的点运算： 对比度增强、对比度拉伸或灰度变换。 在成像过程中，如光照的强弱、感光部件的灵敏度、光学系统的不均匀性、元器件特性的不稳定等均可引起图像亮度分布的不均匀。 灰度级校正：在图像采集系统中对图像像素进行逐点修正，使得整幅图像能够均匀成像。 设理想真实的图像为 ，实际获得的含噪声的图像为 ，则有 是使理想图像发生畸变的比例因子。 知道了 , 就可以求出不失真图像。 标定系统失真系数的方法：采用一幅灰度级为常数C的图像成像，若经成像系统的实际输出为 ，则有 可得比例因子： 可得实际图像g(i,j)经校正后所恢复的原始图像： 乘系数C/ gc(i,j) ，校正后可能出现“溢出”现象： 灰度级值可能超过某些记录器件或显示设备输入信号的动态可范围； 需再作适当的灰度变换，最后对变换后的图像进行量化。 灰度变换：可使图像动态范围增大，图像对比度扩展，从而使图像变得清晰以及图像上的特征变得明显。 1．线性变换 2. 非线性灰度变换 线性变换即线性对比度展宽。 对比度展宽的目的是：通过将亮暗差异（即对比度）扩大，来把人所关心的部分强调出来。 原理是:进行像素点对点的灰度级的线性影射。该影射关系通过调整参数，来实现对亮暗差异的扩大。 设原图、处理后的结果图的灰度值分别为[f (i, j)]和[g(i, j)]; 令原图像f (i, j)的灰度范围为[a，b]，线性变换后图像g(i, j)的范围为[a’, b’]。 所以通过 抑制 不重要的部分，来 扩展 所关心部分的对比度。 g(i, j)与f(i, j)之间的关系为： 分段线性变换的目的： 突出感兴趣的目标或灰度区间，相对抑制那些不感兴趣的灰度区间。 常用的是三段线性变换： 对灰度区间[a,b]进行了线性拉伸，而灰度区间[0,a]和[b,Mf]则被压缩。 仔细调整折线拐点的位置及控制分段直线的斜率，可以对图像的任一灰度区间进行拉伸或压缩 。 Mf= Mg = 255 当256个灰度级所表示的亮暗范围内的信息量太大，没办法很好地表述时，通过开窗的方式，每次只把窗内的灰度级展宽，而把窗外的灰度级完全抑制掉。（示例） 灰级窗技术在医学处理中应用的较多。 灰级窗的映射关系图如图所示，灰级窗实际上是线性变换的一种特殊形式。 【例4.1 】在MATLAB环境中，采用图像线性变换进行图像增强。应用MATLAB的函数imadjust将图像0.3×255~0.7×255灰度之间的值通过线性变换映射到0~255之间。 解：分别取：a＝0.3×255，b＝0.7×255， a’=0，b’=255。 A=imread(pout.tif); %读入图像 imshow(A); %显示图像 figure,imhist(A); %显示图像的直方图 J1=imadjust(A,[0.3 0.7],[]); %函数将图像在0.3*255~0.7*255灰度之间的值通过线性变换映射到0~255之间 figure,imshow(J1