数字图像处理CH4 点运算ppt课件.ppt

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1、数字图像处理第四章点运算CH4点运算一、引言二、点运算和直方图三、直方图均衡化四、直方图匹配五、光度学校正和显示校正六、要点总结习题1引言1）点运算（pointoperation）定义对于一幅输入图像，将产生一幅输出图像，输出图像的每个像素点的灰度值由输入像素点决定。点运算由灰度变换函数（gray-scaletransformation,GST）确定。Notice：（1）与局部（邻域）运算的差别，输入像素-输出像素一一对应；（1）与几何运算的差别，不改变图像的空间关系；（2）又称为对比度增强，对比

2、度拉伸或灰度变换。1引言2）点运算的种类（1）线性点运算1引言lenna.bmp1引言（2）非线性点运算C>0时，小于Dm/2拉伸，大于Dm/2的压缩；C<0时，情况相反。1引言1引言lenna.bmp1引言3）应用（1）光度学标定（photometriccalibration）希望数字图像的灰度能够真实反映图像的物理特性。如去掉非线性；变换灰度的单位。（2）对比度增强（contrastenhancement）或对比度扩展（contraststretching）将感兴趣特征的对比度扩展使之占据可显

3、示灰度级的更大部分。1引言（3）显示标定（displaycalibration）显示设备不能线性地将灰度值转换为光强度。因此点运算和显示非线性组合，以保持显示图像时的线性关系。（4）轮廓线确定用点运算的方法进行阈值化。2点运算和直方图1）为什么讨论两者关系？为使输出灰度产生特定形式的输出直方图，而逆向寻求点运算函数的过程。(直方图均衡化)2）输入与输出直方图的关系分两步完成：（1）分子为输入直方图，但自变量从DA替换为DB。（2）分母为灰度变换函数的导数，如果出现DA也替换为DB。2点运算和直方图

4、2点运算和直方图2点运算和直方图3）举例（1）线性点运算性质：*b>0，直方图向右平移，图像变亮；*b<0，直方图向左平移，图像变暗；*a>1，直方图对比度加大。例子1：lena2点运算和直方图2点运算和直方图213≈1.2*138+502点运算和直方图例子2：假定原直方图为高斯函数2点运算和直方图（2）二阶点运算2点运算和直方图例子3：平方点运算，假定原直方图为高斯函数此处用的灰度变换公式为DB=DA^22点运算和直方图（3）其它情形*若灰度变换函数存在0斜率，则输出直方图将产生尖峰；*若灰度变

5、换函数存在斜率无穷大，则输出直方图将部分区域扩展为一定宽度；*若灰度变换函数不存在反函数，可以将输入直方图划为几段，然后输出直方图为几部分之和。3直方图均衡化1）目的：使一输入图像转换为在每一灰度级上都有相同的像素点数（即输出的直方图是平的）。进一步的作用在于图像比较和分割。2）研究思路：通过直方图变换公式3）步骤4）离散情况5）例子3直方图均衡化累积分布函数CDF输出直方图为平的，所以其值为A0/Dm3直方图均衡化%初始化及得到lenna的灰度lenna=zeros(128,128);lenna

6、_equ=zeros(128,128);histgram=zeros(256);cdf=zeros(256);[lenna,map]=imread('c:templenna.bmp','bmp');%gethistogram（直方图）fori=1:128forj=1:128k=lenna(i,j);histgram(k)=histgram(k)+1;endend3直方图均衡化%getcdf累积分布函数cdf(1)=histgram(1);fori=2:256cdf(i)=cdf(i-1)+hi

7、stgram(i);end%runpointoperationfori=1:128forj=1:128k=lenna(i,j);lenna_equ(i,j)=cdf(k)*256/(128*128);endend%生成直方图均衡化后的lenna图imwrite(lenna_equ,map,'c:templenna_equ.bmp');3直方图均衡化3直方图均衡化均衡化会减少灰度级数。为什么？怎么办？计算实例假定有一幅总像素为N=64×64的图像，灰度级数为8，各灰度级分布列于下表中,对其均衡化

8、计算过程如下：rknkpr(rk)=nk/Nsk计sk并sknskpk(s)r0=07900.190.191/7s0=1/77900.19r1=1/710230.250.443/7s1=3/710230.25r2=2/78500.210.655/7s2=5/78500.21r3=3/76560.160.816/7r4=4/73290.080.896/7s3=6/79850.24r5=5/72450.060.951r6=6/71220.030.981r7=1810.021.001s4