图像增强论文

《图像增强论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、1.图像增强在图像形成、传输或变换的过程中，由于受到一些客观因素的影响,会使图像产生失真，如图像对比度降低和图像模糊等等。因此需要利用图像增强技术改善这种情况，图像增强的口的在于：(1)采用一系列技术改善图像的视觉效果，提高图像的清晰度；(2)将图像转换成一种适于人或机器进行分析处理的形式。他不是以图形保证度为原则，而是通过处理设法有选择地便丁人或机器分析某些感兴趣的信息，抑制一些无用的信息，以提高图像的使用价值。图像增强口前还缺乏统一的理论，这与没有衡量图像增强质量通用的、客观的标准有关。增强的方法往往具有针对性，增强的结果只

2、是靠人的主观感觉加以评价。因此，图像增强的方法只能冇选择的使用。图像增强的方法从增强的作用域出发，可以分为空间域增强和频率域增强两种。空间域增强是直接对像素灰度进行操作，属于直接增强的方法，它包插对比度的灰度变换和直方图变换、消除噪声的平滑法和增强边缘的锐化法。频率域增强是对图像经傅里叶变换后的频谱成分进行操作，然后经过傅里叶逆变换获得所需结杲。1.灰度变换在图像采集过程中，由于扫描系统或者光电转换系统多方面的原因,常出现图像不均匀，对比度不足等脾端，是人眼在观看图像吋视觉效果很茅。灰度变换就是在图像采集系统中对图像像素经行修止

3、，是整幅图像成像均匀。灰度变换可使图像动态范围增大，图像对比度扩展，图像变清晰，特征明显，是图像增强的重要手段之一。灰度变换增强是对图像在空域中进行增强的一种简单方法。根据需要，灰度增强一般有三种方法：(1)一种是对图像的不均匀性进行修正，如曝光不均匀，使图像半边暗半边亮。对图像逐点进行不同程度的灰度级校正，目的是使整幅图像灰度均匀。(2)另一种是针对图像某一部分或整幅图像曝光不足而使用的灰度级变换，其口的是增加图像灰度的对比度。(3)第三种是直方图修正，能够使图像具有所需要的灰度分布。灰度变换可以分为三种：线性变换、分段变换和

4、非线性变换。2.1非线性变换若D'二T(D)是一个线性单值函数，则由它确定的灰度变换称为灰度线性变换2.1.1非线性变换的原理令图像/V,丿）的灰度范围为[a,b],线性变换后图像gli,丿）的范围为如图，gli,J）与f（i,力之间的关系式为:b-aC/QJD(2.1.1)图2.1.1线性变换示意图2.1.2非线性变换的应用在曝光不足或过度的情况下，图像灰度可能会局限在一个很小的范围内。这时在显示器上看到的将是一个模糊不清、似乎没有灰度层次的图像。对曝光不足的图像采用线性变换对图像每一个像素灰度作线性拉伸。可有效地改善图像视觉

5、效果。如下图所示：(a)(b)图2.1.2灰度线性变换图例(a)原图(b)线性变换后的图像2.2分段线性变换ULihiJiiiliil11IIIIlli..(a)(b)图2.2.1(a)原图直方图(b)变换后的直方图分段线性变换是将图像的值域分成多个不同的线性变换的一种算法。2.2.1分段线性变换的原理设原图像f（x,y）在［0,MZI,感兴趣目标的灰度范围在［a,b］,欲使其灰度范围拉仲到［c,d］,则对应的分段线性变换表达式为［［陋-刖阿"）（22］）g{x,y)QabMffg)图2.2.1分段线性变换对灰度区间［a,b］进

6、行线性拉伸,而灰度区间［0,a］和［b,M/］则被压缩。通过调整折线拐点的位置及控制分段直线的斜率，可对任一灰度区间进行拉伸或压缩。2.2.2分段线性变换的应用经过分段线性变换后，可使所关心的图像细节的灰度范围得以扩展,增强其对比度；同时，又使不关心的图像细节的灰度范围得以压缩，降低其对比度。采用这种分段线性变换，变换前后整幅图像总的灰度范围是不变的。示例如下图

7、3.1对数变换对数变换的原理对数变换的一般表达式为(2.3.1)这里a,b,c是为了调整曲线的位置和形状而引入的参数。当希望对图像的低灰度区较人的拉伸而对高灰度区压缩时，可采用这种变换，它能使图像灰度分布与人的视觉特性相匹配。对数变换的示例使窄带低灰度输入图像值映射为宽带输出值，可以利用这种变换来扩展被压缩的高值图像屮的暗像素，相对的是反对数变换的调整值；对数函数有它重要的特征，就是它很大程度上压缩了图像像素值的动态范围。其示例如下〔a）原图4x10’3x1O42x1O41x1O^O50100150200250(b)对救变换后的

8、结果图图2.3.2对数变换效果比较2.3.2指数变换指数变换的原理指数变换的一•般表达式为/•jc[f(i,j)-a]i/ccc、g(I,J)=b-1(2.3.3)这里参数a,b,c用来调整曲线的位置和形状。这种变换能对图像的高灰度区给予较大的拉伸。指数曲线屮r