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1、数字图像处理DigitalImageProcessing1第四章图像增强4.1灰度级修正4.2图像的同态增晰4.3图像平滑4.4图像锐化4.5图像伪彩色处理2第四章图像增强3图像增强所包含的主要内容如图：4第四章图像增强图像增强作为基本的图像处理技术，其目的是对图像进行加工，以得到对具体应用来说视觉效果更“好”，更“有用”的图像。5成像过程(光学失真、相对运动、大气湍流等)传输过程(噪声污染、信道误码等)显示过程(设备非线性、设备引入的噪声等)一、图像降质6光学聚焦模糊7运动引起模糊8模糊及高斯噪声9对比度太差1
2、0噪声原始图像Density＝0.2Salt&Pepper椒盐噪声Mean=0.01,Var=0.02高斯噪声Var＝0.01Speckle斑点噪声11二、改善图像质量方法图像增强技术：不考虑图像降质的原因，只将图像中感兴趣的部分加以处理或突出有用的图像特征，故改善后的图像并不一定要去逼近原图像。图像增强的目的是提高可懂度。12图像复原技术：针对图像降质的具体原因，设法补偿降质因素，从而使改善后的图像尽可能地逼近原始图像。图像复原主要目的是提高图像的逼真度。13三、图像增强的具体处理方法1、空间域方法：空间域是指
3、像素组成的空间，其增强是直接作用于像素，即在原图像上直接进行数据运算，对像素灰度值进行处理，包括点运算和邻域运算；2、频率域方法：指将图像以某种形式转换到其它空间，并利用这些空间特有的性质进行加工，最后再转换回图像空间以得到所需的效果。144.1灰度级修正灰度级修正是对图像在空间域进行增强的一种增强方法，根据对图像不同的要求采用不同的方法。灰度级修正不改变像素点的位置，只改变像素点的灰度值，属于点运算。15设输入图像为f(x,y)，经变换后的输出图像为g(x,y)，变换函数为T[•]，则有g(x,y)=T[f(x
4、,y)]通过选择不同的映射变换，达到对比度增强的效果。16一、线性变换对比度：亮度最大值和最小值之比称为亮度对比度线性变换—>扩展对比度：通过将亮暗差异（即对比度）扩大，把人所关心的部分强调出来。原理是:进行像素点对像素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。4.1.1灰度变换法17设原图、处理后的结果图的灰度值分别为[f(i,j)]和[g(i,j)];要求[g(i,j)]和[f(i,j)]均在[0，255]间变化，但是g的表现效果要优于f。因为f和g的取值范围相同，所以通过抑制不重
5、要的部分，来扩展所关心部分的对比度。18线性灰度变换19线性灰度变换0f(x,y)g(x,y)abcd20扩展感兴趣的灰度范围线性，相对抑制不感兴趣的灰度区域。设f(x,y)灰度范围为[0,M]，g(x,y)灰度范围为[0,N],将[0,a]和[b,M]加以压缩，灰度区间[a,b]进行扩展。二、分段线性灰度变换21分段线性灰度变换22分段线性灰度变换d0f(x,y)g(x,y)abcMN通过调制折线拐点位置和分段直线的斜率，可对任一灰度区间进行扩展和压缩23例240f(x,y)g(x,y)508050140208
6、025线性变换可写成：g(x,y)=af(x,y)+ba=1,b=0,原样复制a>1输出图像的对比度增大a<1输出图像的对比度减小a=1,b≠0所有像素的灰度值上移或下移，其效果是使整个图像变亮或变暗a<0图像的亮暗反转26b=200a=-1a=10a=2027原图像AA+501.3A原图像求补28线性对比度展宽——灰级窗当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。例如，CT图像的原始数据为12bit（或是16bit），
7、要将其显示出来，则只能转换为8bit，于是有了16归并为1（或256归并为1）的需要。这时，开骨窗、肌肉窗、组织窗就可分别清晰地显示相应的内容。29灰级窗效果示例原图肺窗肌肉窗骨窗30三、非线性灰度变换提出非线性动态范围调整，是因为线性动态范围调整的分段线性影射不够光滑。非线性动态范围调整，要求可以用光滑的曲线来实现。考虑到人眼对视觉信号的处理过程中，有一个近似对数算子的环节，因此，可采用对数运算来实现非线性动态范围调整。311、对数变换低灰度区扩展，高灰度区压缩。2、指数变换高灰度区扩展，低灰度区压缩。三、非线
8、性灰度变换32对数变换a,b,c是按需要可以调整的参数。33非线性动态范围调整113999991682121781672203606468205292601014181820610202021580868940749480g(i,j)=9×log[f(i,j)+1]作用：将暗的部分扩展，而将亮的部分抑制。34对数变换35对数变换动态范围压缩36Y=x+0.06x×(255
