数字视频图像处理与通信4 视频图像预处理ppt课件.ppt

《数字视频图像处理与通信4 视频图像预处理ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第4章视频图像预处理目录4.1灰度变换4.2图像平滑4.3图像锐化4.4图像校正4.5图像形态学处理4.1灰度变换4.1.1直接灰度变换亮度调整加亮或减暗图像对图像中每个像素加上（或减去）一个常数。设像素亮度为v，b是亮度常数，变换按下式进行：v=v+b如果b为正数，则像素亮度增加，如果b为负数，则像素亮度减少。4.1.1直接灰度变换增强对比度对比度：亮度的最大值和最小值之比通过增加原图中某两个灰度值间的动态范围来实现1）全域线性变换设原图像f(x,y)的灰度范围为[a,b]，希望变换后图像g(x

2、,y)的灰度范围扩展至[c,d]，线性变换表示式为实际上使曝光不充分的图像中黑的更黑，白的更白，从而提高图像的灰度对比度。4.1.1直接灰度变换如果图像中大部分像素的灰度级分布在范围[a,b]之间，小部分灰度级超出了此区域，采用b)所示的线性变换关系。0≤f(x,y)＜aa≤f(x,y)＜bb＜f(x,y)4.1.1直接灰度变换灰度线性变换中，有一种比较特殊的情况就是图像的反色变换（也称为对图像求反）。对图像求反就是将原图灰度值翻转，简单说来就是使黑变白，使白变黑。普通黑白底片和照片的关系就是这样

3、。反色变换关系如下图所示。4.1.1直接灰度变换2）分段线性变换为了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域，常采用分段线性变换。常用的是三段线性变换法，其数学表达式为0≤f(x,y)≤aa≤f(x,y)≤bb≤f(x,y)≤Mf4.1.1直接灰度变换分段线性变换关系如下图所示。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扩展或压缩。如果直线的斜率大于1，则扩展该灰度区间，如[a,b]部分扩展到[c,d]；如果直线的斜率小于1，则压缩该灰度区间，如[0,a]部

4、分压缩到[0,c]。常用分段线性变换方式对比度扩展削波（如下图）阈值化灰度窗口变换4.1.1直接灰度变换3）非线性变换当使用某些非线性函数进行映射时，可实现图像灰度的非线性变换。有时图像的动态范围太大，超出了某些显示设备的允许动态范围，这时若直接使用原图则一部分细节可能丢失。解决的办法是对原图进行灰度压缩。—种常用的压缩方法是借助对数形式的变换。图像灰度的对数变换将扩张数值较小的灰度范围，压缩数值较大的图像灰度范围。这种变换符合人的视觉特性，是一种有用的非线性映射变换函数，其映射函数表达式如下4.

5、1.2直方图变换直方图的基本概念1）直方图的定义说明图像各灰度级像素的组成情况表示数字图像中每一灰度级与其出现的像素数间的统计关系，用横坐标表示灰度级，纵坐标表示像素数，并据此作出像素数——灰度值图形，则该图形称为该图像的灰度直方图，简称直方图。有时直方图也采用某一灰度值的像素数占整幅图像总像素数的百分比作为纵坐标。4.1.2直方图变换表示为P(rk)=nk/N，0≤rk≤1，k=0,1,…L-1rk表示第k级灰度值；nk表示图象中出现灰度值rk的像素个数；N是图像中的像素总数；L是灰度级数。直方

6、图是用来表示图像中灰度级分布情况的统计图表。直方图给出图像的概貌性描述，如图像的灰度范围、灰度级大致分布情况。4.1.2直方图变换2）直方图的性质反映一幅图像中各个像素灰度值出现的次数，但是不能反映某一灰度值像素所在图像中的位置，失去了图像的空间信息。一幅图像对应一个直方图，但一个直方图并不一定只对应一幅图像。由于直方图是通过对具有相同灰度值的像素统计计数得到的，一幅图像可分为多个子区，则多个子区直方图之和等于对应的全图直方图。几幅图像只要灰度分布密度相同，那么它们的直方图也是相同的。4.1.2直

7、方图变换3）直方图的生成现有一幅4×4像素大小的图像，占有8个灰度级（0～7），如图4-5a所示，对其进行统计的结果如下表所示，由此可作出对应的直方图（见下图）。这个过程反映了图像直方图的基本思想与形成。4.1.2直方图变换3）直方图的用途数字化参数利用直方图，恰当选择图像数字化时的参数，使得数字化后的图像对比度较好，图像清晰。确定阈值对于直方图具有明显双峰性的图像，两个尖峰对应于物体内部和外部较多数目的点，两峰间的谷底对应于物体边缘附近相对较少数目的点。在这样的情况下，可以选择谷底作为阈值把不同

8、灰度的物体以及背景分开。4.1.2直方图变换直方图处理的基础设r代表原图像中像素的灰度级，s代表变换后图像中的灰度级。为了研究方便，将s、r归一化，则0≤r≤1，0≤s≤1，r=0代表黑，r=1代表白直方图处理就是对任一个r作如下变换：s=T(r)或r=T-1(s)上式中的T(r)为变换函数，应满足以下两个条件：1）在0≤r≤1区域内T(r)单调递增2）在0≤r≤1区域内T(r)满足0≤T(r)≤1T-1(s)为逆变换函数，也要满足上述两个条件。4.1.2直方图变换对一幅图像，每一