数字图像处理课件
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L-1 B、减少图像高灰度区的亮度 D、增加图像高灰度区的亮度
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4.2 空域变换增强
2、直方图处理
(1) 灰度直方图
概念:图像中各灰度级出现频数分布的统计图表。 表示: 图像的灰度统计直方图是1个1-D的离散函数:
pf(fk)nkn k0 ,1 , ,L 1 上式中fk为图像f (x, y)的第k级灰度值,nk是图像f (x, y)中具有灰度值fk的像素的个数,n是图像像素总数。
例1:
(a)
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4.2 空域变换增强
例2:
(c)
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4.2 空域变换增强
(1)直方图均衡化 目的:直方图均衡化是一种借助直方图变换来增强
图像的方法,其基本思想是把原始图的直方图变换为均匀 分布的形式,增加像素灰度值的动态范围,从而达到增强 图像整体对比度(清晰度↑)的效果。
4
计算累计直方图
0.19 0.44 0.65 0.81 0.89 0.95 0.98 1.00
5
取整
1 3 566 7 7 7
6
确定映射关系
0-1 1-3 2-5 3,4-6
5,6,7-7
7 统计新直方图各灰度级
790
1023
850 985 448
8
计算新直方图
0.19
0.25
0.21 0.24 0.11
例:
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4.2 空域变换增强
(3)动态范围压缩 该方法的目标与增强对比度相反。一种常用的压缩方
法是借助对数形式的变换曲线
L- 1
g
0
f
L- 1
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(2)例:
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4.2 空域变换增强
题:选择 L-1
s
0
f
A、减少图像低灰度区的亮度 C、增加图像低灰度区的亮度
对图像求反是将原图灰度值翻转
L- 1
g
0
f 数字图像L 处- 1理课件
4.2 空域变换增强
例:求反
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4.2 空域变换增强
(2)增强对比度(分段线性变换) 增强图像对比度实际是增强原图各部分之间的反差
(灰度差别),典型的增强对比度曲线(这里是1条折线)见
图。通过这样1个变换,原图中灰度值在f1到f2间的动态范围
增加了,从而这个范围内的对比度增强了。
L- 1
( f 2 ,g 2 )
g
( f 1 ,g 1 )
0
f
L- 1
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4.2 空域变换增强
增强原图像中某两灰度值间的动态范围: (1) 扩展有用,牺牲无用(见图 1-b)
(2)扩展有用,百度文库缩其它(见图 1-c)
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4.2 空域变换增强
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4.2 空域变换增强
直方图均衡化效果
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4.2 空域变换增强
结果分析
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4.2 空域变换增强
(2)直方图规定化
引入 直方图均衡化能自动增强整个图像对比度,结果得到 全局均匀化直方图,但实际中有时要求突出感兴趣灰 度范围,即修正直方图使其具有要求的形式。
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灰度增强(变换)函数 EN{·}的条件
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方法
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4.2 空域变换增强
举例:
序号
运算
步骤和结果
1
列出原始灰度级
0 1 234 5 6 7
2 统计原始直方图各级灰度 790 1023 850 656 329 245 122 81
3
计算原始直方图
0.19 0.25 0.21 0.16 0.08 0.06 0.03 0.02
4.2 空域变换增强
(2)直方图规定化 指将原始直方图变换成规定的直方图,步骤为:
1)如同均衡化方法中,对原始图的直方图进行灰度 均衡化: 2) 规定需要的直方图,并计算能使规定的直方图均 衡化的变换: 3) 将第1个步骤得到的变换反转过来,即将原始直方
图对应映射到规定的直方图,也就是将所有pf(fi)对 应到pu(uj)去。
第四章 图像增强
4.1 概述和分类 4.2 空域变换增强 4.3 空域滤波增强 4.4 频域增强 4.5 彩色增强
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4.1 概述和分类
一、 目的
1. 改善图像视觉效果,提高清晰度;
2. 改善(增强)感兴趣部分(如滤除噪 声、锐化目标物边缘),以提高图像 可懂度。
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4.1 概述和分类
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4.2 空域变换增强
例:
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4.2 空域变换增强
3、图像间运算
加法运算 图像加法的一种应用方式是通过图像平均以
减少在图像采集中产生的噪声。设有1幅混入噪
声的图g(x, y)是由原始图f (x, y)和噪声图e(x, y)叠加而成,即:
g(x,y)f(x,y)e(x,y)
定义:反映各灰度级出现频数的分布情况,进而反映 图像对比(清晰)度,但不反映各灰度级的空间位置分布。
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4.2 空域变换增强
举例
应用:直方图修正 灰度修正(改变像素灰度值)⇔ 改变直方图(修
正)⇔ 灰度非线性变换 方法:直方图均衡化 直方图规定化(匹配)
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4.2 空域变换增强
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4.2 空域变换增强
这里假设各点的噪声是互不相关的,且具有零
均值。设将M个图像{gi(x, y)}相加求平均:
g(x,y)
1
M
gi(x,y)
Mi1
那么新图像和噪声图像各自均方差间的关系为:
g(x,y)
1 M
e(x,y)
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4.2 空域变换增强
a
b
c
d
图(a)为1幅迭加了零均值高斯随机噪声灰度图像。图 (b),图(c)和图(d)分别为用4,8和16幅同类图(噪声均值 和方差不变,但样本不同)进行相加平均的结果。
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4.1 概述和分类
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4.2 空域变换增强
基于点操作的增强方法也叫灰度变换,它 不改变像素点位置,只改变像素灰度值。 常见有以下几类方法: (1)直接灰度变换 (2)直方图处理 (3)图像间运算
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4.2 空域变换增强
1、直接灰度变换
目的:加大图像动态范围,扩展对比度,使图像清晰特 征明显。 (1)灰度求反
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4.2 空域变换增强
减法运算
设有图像f (x, y)和h(x, y),它们的差为:
g(x,y)f(x,y)h(x,y)
图像相减的结果就可把两图的差异显示出来, 这在运动检测中很有用。
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4.2 空域变换增强
逻辑运算 逻辑运算只用于二值图像。图像处理中常用
的逻辑运算主要有: