灰度映射原理_图像处理和分析教程（第2版）_[共2页]

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第3章
空域图像增强
图像增强技术是一大类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。

平常观看电视节目时，将画面调得更亮些或对比度更大些就是通过对图像的增强来获得更清晰的视觉效果。

由于视觉效果有一定的主观性，也由于具体应用目的和要求的不同，因而并没有图像增强的通用标准，观察者是某种增强技术优劣的最终判断者。

随着图像采集和处理的方法日新月异地发展，人们已研究和提出了针对不同图像特性的图像增强技术。

目前常用的增强技术根据其处理所进行的空间不同，可分为基于空域的方法和基于变换域的方法两类。

后一类方法将在第4章介绍，本章先介绍基于空域的灰度图像增强方法（对彩色图像的增强技术见第13章）。

在图像处理中，空域是指由像素组成的空间，也就是图像域。

空域增强方法是指直接作用于像素改变其特性的增强方法。

具体的增强操作可仅定义在每个像素位置(x , y )上，此时称为点操作；增强操作还可定义在每个(x , y )的某个邻域上，此时常称为模板操作或邻域操作。

点操作可通过逐一将原始图像在(x , y )的灰度f 映射到新灰度g 来实现，也可通过对一系列原始图像进行运算来实现，还可以借助对原始图像的某种统计（如直方图）进行修正来实现。

模板操作则主要通过设计模板系数来实现不同的增强操作。

本章各节安排如下。

3.1节介绍点操作中的灰度映射，除对灰度映射的原理进行分析，还给出一些典型的灰度映射函数及其图像增强效果示例。

3.2节介绍点操作中的图像运算，包括算术运算和逻辑运算，给出了它们在图像增强中的一些应用示例。

3.3节介绍点操作中的直方图修正，包括两种直方图变换增强方法：直方图均衡化和直方图规定化。

3.4节介绍模板操作，除介绍模板运算的原理外，还介绍基于模板操作的典型线性滤波器和非线性滤波器，包括具有平滑功能和锐化功能的滤波器。

3.1 灰度映射
一幅灰度图像的视觉效果取决于该图像中各个像素的灰度。

灰度映射通过改变图像中所有或部分像素的灰度来达到改善图像视觉效果的目的。

3.1.1 灰度映射原理
灰度映射是一种基于图像像素的点操作，可以原地完成。

它通过对原始图像中每个像素赋予。