数字图像处理课件

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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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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(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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直方图均衡化效果
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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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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：