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第四章 图像增强 4.1 概 述 概述 4.2 空域点处理增强 空域处理表示 空域处理表示 直接灰度变换 1、图像求反 假设对灰度级范围是[0，L-1]的图像求反，就是通过变换将[0，L-1]变换到[L-1，0]，变换公式如下： 直接灰度变换 2.线性灰度变换 典型的分段线性变换数学表达式如下： 直接灰度变换 直接灰度变换 3. 对数变换 要消除这种因动态范围太大而引起的失真，一种有效的方法是对原图像的动态范围进行压缩，最常用的是借助对数形式对动态范围进行调整，其数学表达式如下： 直接灰度变换 对数变换 例如，傅里叶谱的范围在[0 R]=[0，1.6×106] ，为了在一个8位的显示设备上进行显示，并充分利用显示设备的动态范围，则变换表达式中的C为： C=256/log(1+1.6*106) 图为增强前后的傅里叶谱 直接灰度变换 4、灰度切割 一种方法：是对感兴趣的灰度级以较大的灰度值t2以显示而对另外的灰度级则以较小的灰度值t1来显示。 直接灰度变换 直接灰度变换 5、位图切割 设图像中每一个像素由8bit表示，也就是说图像有8个位面，一般用位面0表示最低位面，位面7表示最高位面，如图所示。借助图像的位面表示形式可通过对图像特定位面的操作来达到对图像的增强效果。 直方图修正 直方图均衡化 直方图均衡化 原始图像各灰度级对应的概率分布 直方图均衡化 图像直方图均衡化过程如下： （1）得到变换后的值： 直方图均衡化 （2）用式 将 扩展到 范围内并取整，得： 直方图均衡化 （4）变换后5个灰度级的像素数 直方图均衡化 直方图均衡化 直方图规定化 2． 直方图规定化 直方图规定化 原始图像各灰度级对应的概率分布 直方图规定化 直方图规定化 直方图规定化 直方图规定化 直方图规定化 直方图规定化 图像间运算-算术运算 (1) 图像减法 图像间运算-图像减法 图像间运算-图像平均 (2) 图像平均 图像间运算-图像平均 图像间运算－逻辑运算 4.3 空域滤波增强 空域滤波 空域滤波就是在待处理的图像中逐点地移动模板，对每个点，滤波器在该点的响应通过事先定义的关系来计算。 线性平滑滤波器 线性平滑滤波器 中值滤波器 中值滤波是用一个有奇数点的滑动窗口，将窗口中心 点的值用窗口各点的中值代替。具体操作步骤如下： （1）将模板在图中漫游，并将模板中心与图中某个象素位置重合。 （2）读取模板下各对应象素的灰度值。 （3）将这些灰度值从小到大排成1列。 （4）找出这些值里排在中间的1个。 （5）将这个中间值赋给对应模板中心位置的象素。 中值滤波器 锐化滤波器-梯度算子法 锐化滤波器-梯度算子法 锐化滤波器-梯度算子法 锐化滤波器-梯度算子法 梯度锐化实例 锐化滤波器-拉普拉斯算子法 锐化滤波器-拉普拉斯算子法 4.4 频域图像增强 频域图像增强 频域图像增强 低通滤波 理想低通滤波器 理想低通滤波器 低通滤波 低通滤波 巴特沃斯低通滤波器 低通滤波器 高通滤波 高通滤波 高频加强滤波 高频加强滤波 高频加强滤波 高通滤波 高通滤波 高通滤波 同态滤波 同态滤波 同态滤波 同态滤波 同态滤波 比较理想高通滤波与加强滤波 模糊图像 理想高通滤波 平滑区基本消失 理想加强滤波 膀纺扒遥缩梁纂酗反灰缴跃妹厘练凡赃烈馁狙汲采聪淹钨痢享亲竹愚赚巧图像处理ppt4图像处理ppt4 比较巴特沃斯高通滤波与加强滤波 模糊图像 巴特沃斯高通滤波 平滑区基本消失 巴特沃斯加强滤波 试比较理想加强滤波和巴特沃斯加强滤波效果 遇啪撅含狐妻豫舍俭攘柴秉伪娥焦俩帅翘殴涪滥州欺汾覆堤桂膜抑撇是息图像处理ppt4图像处理ppt4 3、带通滤波器 坦纠阑阶殃汞课羹霹诛媳揩拆戚豌疟熔恬敌餐候丁鞘吠鼠丹惰稍曳褐锑耶图像处理ppt4图像处理ppt4 带通滤波器透视图 害盆狭窑游气芭袍瑟嘴俏梆桩遵瓜呜阿我允司癌多搞盼梯再恕畦测羡菌掀图像处理ppt4图像处理ppt4 4、带阻滤波器 带阻滤波器透视图 帖政绳檀类形娇珊刃坟瓢轧漫鲁师乍昏址显忆珍发法铃惭榜未言缠跑难坡图像处理ppt4图像处理ppt4 图像f(x,y),照明分量 i(x,y),反射分量r(x,y) 两边取自然对数 傅里叶变换 顽分厩莽释蜀罪心歧淡博缉涨恶暗非讹簧域据柄讣劈票窗查咳驾联生管采图像处理ppt4图像处理ppt4 假设用滤波器函数来处理 反变换 故增强后的图像由对应的照明分量与反射分量叠加而成 取指数