图像基本运算讲解学习
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
分段线性点运算的应用
g(x,y) Mg
d
变换前
c
f(x,y)
0
ab
Mf
变换后
13
3.2.2非线性点运算(Non-Linear Point Operation)
1、非线性点运算 非线性点运算的输出灰度级与输入灰度级呈非线性关
系，常见的非线性灰度变换为对数变换和幂次变换。
1）、对数变换
对数变换的一般表达式为： s = c log(1 + r)
变换后
10
3.2.1线性点运算（Linear Point Operation）
3）如果a为负值，暗区域将变亮，亮区域将变暗
255
0 变换前
255 变换后
11
3.2.1线性点运算（Linear Point Operation）
2、分段线性点运算
将感兴趣的灰度范围线性扩展，相对抑制不感兴趣的灰度区域。
设f(x,y)灰度范围为[0,Mf]，g(x,y)灰度范围为[0,Mg],
g(x,y)
Mg Mf
d [f
b
(x,
y)b]d
b f (x, y)Mf
Mg
d
g(x,y)bdac[f (x,y)a]c
c a
f
(x,
y)
a f (x,y)b 0 f (x,y)a
c
0
ab
f(x,y) Mf
12
3.2.1线性点运算（Linear Point Operation）
几何运算 几何运算就是改变图像中物体对象（像
素）之间的空间关系。 从变换性质来分，几何变换可以分为图
像的位置变换（平移、镜像、旋转）、形 状变换（放大、缩小）以及图像的复合变 换等。
4
3.2 点运算 (Point Operation)
1.点运算的定义 设输入图像的灰度为f(x,y)，输出图像的灰度为g(x,y)，
线性点运算的灰度变换函数形式可以采用线性方程描述，即
sarb
黑线： 0a1, b0 输出灰度压
红线： a1, b0
缩 输出灰度不变
45º
图 3.3线性点运算
蓝线： a1, b0 绿线： 0a1, b0
输出灰度扩展 整体变亮 输出灰度压 缩，整体变 暗
8
3.2.1线性点运算（Linear Point Operation）
第3讲 图像基本运算
(Basic Operation in Digital Image Processing )
3.1 图像基本运算的概述(Introduction) 3.2 点运算 (Point Operation) 3.3 代数与逻辑运算(Algebra and Logical Operation) 3.4几何运算 (Geometric Operation)
其中C是一个常数。
低灰度区扩展，高灰度区压缩。 图像加亮、减暗。
s
s=log(1+r)
非线性拉伸不是对图像的整个灰
度范围进行扩展，而是有选择地对某
一灰度值范围进行扩展，其他范围的
r
灰度值则有可能被压缩。
图3.9 对数曲线图
14
3.2.2非线性点运算(Non-Linear Point Operation) 非线性点运算应用实例1
2
3.1 图像基本运算的概述(Introduction)
点运算 点运算是指对一幅图像中每个像素点的灰度值进行计算的
方法。
代数运算、逻辑运算 代数运算或逻辑运算是指将两幅或多幅图像通过对应像
素之间的加、减、乘、除运算或逻辑与、Leabharlann Baidu、非运算得到输 出图像的方法。
3
3.1 图像基本运算的概述(Introduction)
线性点运算的应用 sarb
1）如果a>1，输出图像的对比度增大（灰度扩展）
s
255
变换前
r 0 48 178 255 3.4 对比度增大
变换后
9
3.2.1线性点运算（Linear Point Operation）
2） 如果0<a<1,输出图像的对比度减小（灰度压缩）
255 142
变换前
0
255
3.5 降低对比度
1
3.1 图像基本运算的概述(Introduction)
图像基本运算的分类
按图像处理运算的数学特征, 图像基本运算可分为：
图像基本运算
点运算(Point Operation) 代数运算(Algebra Operation)
逻辑运算(Logical Operation) 几何运算(Geometric Operation)
非线性点运算应用实例3
输 L-1 出
灰
度
级 L/2
s
=0.04
=0.1 =0.4 =1 =2.5
=10.0
变换”等，按灰度变换函数T[ ]的性质，可将点运算分为：
线性灰度变换（线性点运算）
点运算
灰度变换增强 分段线性灰度变换（分段线性点运算）
非线性灰度变换（非线性点运算） 直方图增强(基于直方图处理的图像增强)
7
rsarb
3.2.1线性点运算（Linear Point Operation）
1、线性点运算
对比度拉伸效果：图像加亮、减暗
15
3.2.2非线性点运算(Non-Linear Point Operation)
非线性点运算应用实例2：傅里叶频谱的显示
s = c log(1 + r)此时 ，C=1
原始图像 原始图像的傅里叶谱
经对数灰度变 换后的频谱图
16
3.2.2非线性点运算(Non-Linear Point Operation)
则点运算可以表示为：
g(x,y)T[f(x,y)]
灰度变换函数
其中T[ ]是对f 在（x，y）点值的一种数学运算，即点运
算是一种像素的逐点运算，是灰度到灰度的映射过程，故称 T[ ]为灰度变换函数。
5
3.2 点运算 (Point Operation)
若令f(x,y)和g(x,y)在任意点（x，y）的灰度级分别为r和s，
2）、幂次变换
幂次变换的一般形式为： s cr
其中C和 为正常数。
0.04
0 1
0.1 0.2 0.4
0.67
s
加亮、减暗图像
1 1.5
2.5
5
10 25
r
1
加暗、减亮图像
17
3.2.2非线性点运算(Non-Linear Point Operation)
则灰度变换函数可简化表示为： s T [r ]
25 s
5
s
255 218
非线性灰度变换
0 48
r
178 255
3.1 对比度增大
0
r
128 255
3.2 加亮、减暗图像
点运算可以改变图像数据所占据的灰度值范围，
从而改善图像显示效果。
6
3.2 点运算 (Point Operation)
2.点运算的分类 点运算又称为“对比度增强”、“对比度拉伸”、“灰度
g(x,y) Mg
d
变换前
c
f(x,y)
0
ab
Mf
变换后
13
3.2.2非线性点运算(Non-Linear Point Operation)
1、非线性点运算 非线性点运算的输出灰度级与输入灰度级呈非线性关
系，常见的非线性灰度变换为对数变换和幂次变换。
1）、对数变换
对数变换的一般表达式为： s = c log(1 + r)
变换后
10
3.2.1线性点运算（Linear Point Operation）
3）如果a为负值，暗区域将变亮，亮区域将变暗
255
0 变换前
255 变换后
11
3.2.1线性点运算（Linear Point Operation）
2、分段线性点运算
将感兴趣的灰度范围线性扩展，相对抑制不感兴趣的灰度区域。
设f(x,y)灰度范围为[0,Mf]，g(x,y)灰度范围为[0,Mg],
g(x,y)
Mg Mf
d [f
b
(x,
y)b]d
b f (x, y)Mf
Mg
d
g(x,y)bdac[f (x,y)a]c
c a
f
(x,
y)
a f (x,y)b 0 f (x,y)a
c
0
ab
f(x,y) Mf
12
3.2.1线性点运算（Linear Point Operation）
几何运算 几何运算就是改变图像中物体对象（像
素）之间的空间关系。 从变换性质来分，几何变换可以分为图
像的位置变换（平移、镜像、旋转）、形 状变换（放大、缩小）以及图像的复合变 换等。
4
3.2 点运算 (Point Operation)
1.点运算的定义 设输入图像的灰度为f(x,y)，输出图像的灰度为g(x,y)，
线性点运算的灰度变换函数形式可以采用线性方程描述，即
sarb
黑线： 0a1, b0 输出灰度压
红线： a1, b0
缩 输出灰度不变
45º
图 3.3线性点运算
蓝线： a1, b0 绿线： 0a1, b0
输出灰度扩展 整体变亮 输出灰度压 缩，整体变 暗
8
3.2.1线性点运算（Linear Point Operation）
第3讲 图像基本运算
(Basic Operation in Digital Image Processing )
3.1 图像基本运算的概述(Introduction) 3.2 点运算 (Point Operation) 3.3 代数与逻辑运算(Algebra and Logical Operation) 3.4几何运算 (Geometric Operation)
其中C是一个常数。
低灰度区扩展，高灰度区压缩。 图像加亮、减暗。
s
s=log(1+r)
非线性拉伸不是对图像的整个灰
度范围进行扩展，而是有选择地对某
一灰度值范围进行扩展，其他范围的
r
灰度值则有可能被压缩。
图3.9 对数曲线图
14
3.2.2非线性点运算(Non-Linear Point Operation) 非线性点运算应用实例1
2
3.1 图像基本运算的概述(Introduction)
点运算 点运算是指对一幅图像中每个像素点的灰度值进行计算的
方法。
代数运算、逻辑运算 代数运算或逻辑运算是指将两幅或多幅图像通过对应像
素之间的加、减、乘、除运算或逻辑与、Leabharlann Baidu、非运算得到输 出图像的方法。
3
3.1 图像基本运算的概述(Introduction)
线性点运算的应用 sarb
1）如果a>1，输出图像的对比度增大（灰度扩展）
s
255
变换前
r 0 48 178 255 3.4 对比度增大
变换后
9
3.2.1线性点运算（Linear Point Operation）
2） 如果0<a<1,输出图像的对比度减小（灰度压缩）
255 142
变换前
0
255
3.5 降低对比度
1
3.1 图像基本运算的概述(Introduction)
图像基本运算的分类
按图像处理运算的数学特征, 图像基本运算可分为：
图像基本运算
点运算(Point Operation) 代数运算(Algebra Operation)
逻辑运算(Logical Operation) 几何运算(Geometric Operation)
非线性点运算应用实例3
输 L-1 出
灰
度
级 L/2
s
=0.04
=0.1 =0.4 =1 =2.5
=10.0
变换”等，按灰度变换函数T[ ]的性质，可将点运算分为：
线性灰度变换（线性点运算）
点运算
灰度变换增强 分段线性灰度变换（分段线性点运算）
非线性灰度变换（非线性点运算） 直方图增强(基于直方图处理的图像增强)
7
rsarb
3.2.1线性点运算（Linear Point Operation）
1、线性点运算
对比度拉伸效果：图像加亮、减暗
15
3.2.2非线性点运算(Non-Linear Point Operation)
非线性点运算应用实例2：傅里叶频谱的显示
s = c log(1 + r)此时 ，C=1
原始图像 原始图像的傅里叶谱
经对数灰度变 换后的频谱图
16
3.2.2非线性点运算(Non-Linear Point Operation)
则点运算可以表示为：
g(x,y)T[f(x,y)]
灰度变换函数
其中T[ ]是对f 在（x，y）点值的一种数学运算，即点运
算是一种像素的逐点运算，是灰度到灰度的映射过程，故称 T[ ]为灰度变换函数。
5
3.2 点运算 (Point Operation)
若令f(x,y)和g(x,y)在任意点（x，y）的灰度级分别为r和s，
2）、幂次变换
幂次变换的一般形式为： s cr
其中C和 为正常数。
0.04
0 1
0.1 0.2 0.4
0.67
s
加亮、减暗图像
1 1.5
2.5
5
10 25
r
1
加暗、减亮图像
17
3.2.2非线性点运算(Non-Linear Point Operation)
则灰度变换函数可简化表示为： s T [r ]
25 s
5
s
255 218
非线性灰度变换
0 48
r
178 255
3.1 对比度增大
0
r
128 255
3.2 加亮、减暗图像
点运算可以改变图像数据所占据的灰度值范围，
从而改善图像显示效果。
6
3.2 点运算 (Point Operation)
2.点运算的分类 点运算又称为“对比度增强”、“对比度拉伸”、“灰度