数字图像处理 第4章 图像增强ppt课件.ppt

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1、第四章图像增强4.1图像增强技术概述图像增强是图像处理的基本内容之一，图像增强是指按特定的需要突出一幅图像中的某些信息，同时削弱或去除某些不需要信息的处理方法，其目的就是为了改善图像的质量和视觉效果，或将图像转换成更适合于人眼观察或机器分析、识别的形式。处理的结果使图像更适应于人的视觉特性或机器的识别系统。图像增强包涵了非常广泛的内容，凡是改变原始图像的结构关系以取得更好的判断和应用效果的所有处理手段，都可以归结为图像增强处理。图像增强处理并不能增加原始图像的信息，而只能增强对某种信息的辨识能力

2、，并且这种处理有可能损失一些其他信息。4.1图像增强技术概述图像增强处理方法根据增强处理过程所在的空间不同，可以分为两类，一类是空域处理方法，一类是频域处理方法。空域增强方法是直接对图像中的像素进行处理，是以图像的灰度映射变换为基础的。频域增强方法是将图像空间中的图像以某种形式转换到其他空间中（频率域空间），然后利用该空间的特有性质进行图像处理，最后再转换到原来的图像空间中，从而得到处理后的图像。4.1图像增强技术概述4.1图像增强技术概述空域增强频域增强（滤波）：低通、高通、带通、带阻等邻域操

3、作点操作色彩增强线性非线性平滑滤波锐化增强均值滤波中值滤波同态滤波图像增强技术大致分为空间域增强和频率域增强技术两类，如下所示：4.2空间域图像增强空间域增强：g(x,y)=T[f(x,y)]其中：?f(x,y)是原图像g(x,y)是处理后的图像T是作用于f的操作，定义在(x,y)的邻域4.2.1图像灰度增强1.灰度n倍增强：当图像的灰度值集中在灰度区域低端时，可以把图像像素的灰度值都扩大n倍。即g(x,y)=n*f(x,y)在原始图像位置(x,y)处的像素灰度值f(x,y)乘以n后，图像位置(

4、x,y)处的像素灰度值就变为g(x,y)。当结果大于255时，按255计算。原始图像n=3n=4.5n=5灰度n倍增强效果4.2.1图像灰度增强4.2.1图像灰度增强2.图像反转灰度级在[0,L]范围内的图像反转变换公式：g(x,y)=L-f(x,y)用这种方式倒转图像的强度产生图像反转的对等图像。这种处理尤其适用于增强嵌入与图像暗色区域的白色或灰色细节，特别是当黑色面积占主导地位时。图像反转效果原图反转图4.2.1图像灰度增强3.线性变换假定原图像f(x,y)的灰度范围为[a,b]，变换后的图

5、像g(x,y)的灰度范围线性的扩展至[c,d]，要求g(x,y)和f(x,y)均在[0,255]间变化，但是g的表现效果要优于f。4.2.1图像灰度增强3.线性变换假定原图像f(x,y)的灰度范围为[a,b]，变换后的图像g(x,y)的灰度范围线性的扩展至[c,d]，要求g(x,y)和f(x,y)均在[0,255]间变化，但是g的表现效果要优于f。4.2.1图像灰度增强若图像中大部分像素的灰度级集中分布在区间[a,b]内，则为了改善图像增强的效果，可以令4.2.1图像灰度增强对于分段线性变换图像

6、增强，常用的是三段线性变换方法，变换时对[a,b]进行了线性拉伸，而[0,a]和[b,255]则被压缩，这两部分对应的细节信息会损失。4.2.1图像灰度增强255dcabf(x,y)g(x,y)2554.2.1图像灰度增强三段线性变换的一般表达式如下4.2.1图像灰度增强线性变换效果原图线性变换结果4.2.1图像灰度增强4.对数变换对数函数变换的一般表达式：g(x,y)=c*log(f(x,y)+1)其中c为一常数。此种变换使一窄带低灰度输入图像值映射为一宽带输出值。可以利用这种变换来扩展被压缩

7、的高值图像中的暗像素。4.2.1图像灰度增强通过对数变换后的傅里叶频谱图如下：傅里叶频谱图对数变换后效果4.2.1图像灰度增强5.幂次变换幂次变换的基本形式：g(x,y)=c*f(x,y)γ其中c和γ为常数。与对数变换的情况类似，幂次变换中的γ的部分值把输入窄带暗值映射到宽带输出值。当γ=1时简化为正比变换，即图像的灰度n倍增强处理。γ>1与γ<1的值产生的曲线有相反的效果。4.2.1图像灰度增强6.直方图均衡化--直方图定义在数字图像中，若统计出每一灰度值的像素数，并以灰度值作为横坐标，像素数

8、作为纵坐标绘制出的图形称为该图像的灰度直方图，简称直方图横坐标：像素灰度级纵坐标：图像中具有该灰度级的像素个数4.2.1图像灰度增强6.直方图均衡化--直方图实例1399821373360646820529260h(f)43210123456789f4.2.1图像灰度增强6.直方图均衡化--直方图实例从上到下四副不同亮度和对比度的同一图像极其对应直方图。暗亮对比度低对比度高4.2.1图像灰度增强6.直方图均衡化直方图均衡化方法把原图像的直方图通过灰度变换函数修正为灰度均匀分布的直方图，然后按均衡