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1、第四章 圖像增強(qiáng)1.改善圖像的視覺(jué)效果。2.突出圖像的特征便于計(jì)算機(jī)處理。一．應(yīng)用二.分類(lèi)三.內(nèi)容圖像增強(qiáng)1.空域處理:直接對(duì)圖像的像素進(jìn)行處理。2.頻域處理:是在圖像的變換域上進(jìn)行處理，增強(qiáng)感興趣的頻率分量，然后通過(guò)逆變換獲得圖像增強(qiáng)效果。一．應(yīng)用二.分類(lèi)(按作用域)三.內(nèi)容圖像增強(qiáng)圖像增強(qiáng)空間域頻率域1.直接灰度變換2.直方圖變換3.平滑濾波4.銳化濾波1.高通濾波2.低通濾波3.帶通和帶阻濾波4.同態(tài)濾波三.內(nèi)容一．應(yīng)用二.分類(lèi)圖像增強(qiáng)4.1直接灰度變換二.分類(lèi)一．概述一．概述1.定義2.目的灰度變換概述分類(lèi)概述概述分類(lèi)2、灰度變換的目的灰度變換可使圖像動(dòng)態(tài)范圍加大，圖像對(duì)比
2、度擴(kuò)展，圖像清晰，特征明顯，是圖像增強(qiáng)的重要手段。1、定義：將一個(gè)灰度區(qū)間映射到另一個(gè)灰度區(qū)間的變換稱(chēng)為灰度變換。灰度變換4.2灰度變換二.分類(lèi)一．概述1.線性變換2.分段線性變換3.非線性變換概述分類(lèi)灰度變換線性變換1灰度變換概述分類(lèi)原始圖像：f(x,y)，灰度范圍：[a,b]，變換后圖像：g(x,y)，灰度范圍：[c,d]，則線性變換可表示為：（4-8）圖像中大部分像素的灰度級(jí)在[a,b]范圍內(nèi)，少部分像素的灰度級(jí)分布在小于a和大于b的區(qū)間內(nèi)。此時(shí)可用下式作變換：線性變換2灰度變換概述分類(lèi)（4-9）為了保持f(x,y)灰度低端和高端值不變，可以采用如式(4-10)所示的形式：式中
3、的a、b、c、d這些分割點(diǎn)可根據(jù)用戶的不同需要來(lái)確定。線性變換3概述分類(lèi)灰度變換（4-10）線性變換效果圖圖 線性灰度變換(a)原始圖像；(b)灰度變換后的圖像概述分類(lèi)灰度變換分段線性變換為了突出感興趣的目標(biāo)或灰度區(qū)間，相對(duì)抑制那些不感興趣的灰度區(qū)域，可采用分段線性變換。常用的三段線性變換法如下頁(yè)圖所示，其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：概述分類(lèi)灰度變換（4-11）分段線性變換概述分類(lèi)灰度變換圖 分段線性變換變換后圖像原始圖像變換函數(shù)實(shí)例通過(guò)細(xì)心調(diào)整折線拐點(diǎn)的位置及控制分段直線的斜率，可對(duì)任一灰度區(qū)間進(jìn)行擴(kuò)展或壓縮。這種變換適用于在黑色或白色附近有噪聲干擾的情況。分段線性變換概述分類(lèi)灰度變換非線性變
4、換灰度變換概述分類(lèi)對(duì)應(yīng)非線性映射函數(shù)，常用的有：冪函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、截取函數(shù)、閾值函數(shù)、多值量化等。4.2圖像直方圖一．概念二.性質(zhì)三.計(jì)算1.灰度圖像直方圖2.彩色圖像二維直方圖四.應(yīng)用圖像直方圖圖圖像灰度直方圖1.灰度直方圖(DensityHistogram)灰度直方圖是灰度級(jí)的函數(shù)，表示某種灰度級(jí)的像素的個(gè)數(shù)，反映的是一幅圖像中各灰度級(jí)像素出現(xiàn)的頻率。以灰度級(jí)為橫坐標(biāo)，縱坐標(biāo)為灰度級(jí)的頻率，繪制頻率同灰度級(jí)的關(guān)系圖就是灰度直方圖。定義性質(zhì)應(yīng)用計(jì)算灰度級(jí)像素?cái)?shù)頻率灰度級(jí)1.灰度直方圖(Histogram)定義性質(zhì)應(yīng)用計(jì)算圖像直方圖圖 圖像灰度直方圖2.彩色圖像的分波段直方圖RGB定
5、義性質(zhì)應(yīng)用計(jì)算圖像直方圖圖像直方圖一．概念二.性質(zhì)三.計(jì)算四.應(yīng)用1.圖像與直方圖之間是多對(duì)一的關(guān)系2.整個(gè)圖像的直方圖是部分之和1.圖像與直方圖之間是多對(duì)一的關(guān)系定義性質(zhì)應(yīng)用計(jì)算圖像直方圖2.整個(gè)圖像的直方圖是部分之和定義性質(zhì)應(yīng)用計(jì)算圖像直方圖A直方圖＝B直方圖＋C直方圖圖像直方圖一．概念二.性質(zhì)三.計(jì)算1.一般離散形式下的計(jì)算2.步驟3.示例圖四.應(yīng)用1.一般離散形式下的計(jì)算定義性質(zhì)應(yīng)用計(jì)算用rk代表離散灰度級(jí)，用pr(rk)代表pr(r)且有下式成立：式中：nk:圖像中出現(xiàn)rk級(jí)灰度的像素?cái)?shù)，n:圖像像素總數(shù)，nk/n:頻數(shù)。圖像直方圖（4-1）2.步驟設(shè)若圖像具有L級(jí)灰度（通
6、常L=256，即8位灰度級(jí)），大小為M×N的灰度圖像f(x,y)的灰度直方圖pBuffer［0…L-1］算法：（1）初始化：pBuffer［k］=0;k=0,…,L-1。（2）統(tǒng)計(jì)：pBuffer［f(x,y)］++;x,y=0,…,M-1,0,…,N-1。（3）歸一化：pBuffer［f(x,y)］/M*N。其中，直方圖的歸一化是一個(gè)可選項(xiàng)。定義性質(zhì)應(yīng)用計(jì)算圖像直方圖示例圖圖Lena圖像及直方圖（a）Lena圖像；（b）Lena圖像的直方圖定義性質(zhì)應(yīng)用計(jì)算圖像直方圖圖像直方圖一．概念二.性質(zhì)三.計(jì)算1、圖像增強(qiáng)—均衡化2、圖像分割3、圖像壓縮四.用途圖像直方圖定義性質(zhì)應(yīng)用計(jì)算圖像增
7、強(qiáng)—均衡化1、基礎(chǔ)2、直方圖均衡化圖像直方圖定義性質(zhì)應(yīng)用計(jì)算處理圖像直方圖右圖：花粉圖像的暗、亮、低對(duì)比度和高對(duì)比度的四種基本圖像類(lèi)型及其相應(yīng)的直方圖?？梢灾庇^地看到，若一幅圖像其像素占有全部可能的灰度級(jí)并且分布均勻，則這樣的圖像具有高對(duì)比度和多變的灰度色調(diào)。開(kāi)發(fā)一種變換函數(shù)，僅依靠輸入圖像直方圖中的信息就可以自動(dòng)達(dá)到這樣的效果定義性質(zhì)應(yīng)用計(jì)算基礎(chǔ)——變換函數(shù)一幅給定圖像的灰度級(jí)分布在0≤r≤1范圍內(nèi)。可以對(duì)［0,1］區(qū)間內(nèi)的任一個(gè)r值進(jìn)行如下函數(shù)變換：S
