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光电图像处理 ----空间域图像增强 张昊 zhangh@tju.edu.cn 主要内容 图像增强基础知识 灰度变换 直方图处理 空间滤波与图像平滑 图像锐化 图像增强基础 问题的引出 对比度增强 图像增强基础 问题的引出 去除噪声 图像增强基础 问题的引出 突出细节 图像增强基础 定义 采用某种技术手段，改善图像的视觉效果，以便人眼观察和机器从图像中获取有用的信息 没有通用的图像增强理论和方法 增强目的不同，图像类型不同，应采用不同的增强算法 图像增强基础 按作用域分类 空间域增强 直接对图像像素进行操作 灰度变换 直方图处理 图像平滑 图像锐化 频域增强 以处理图像的傅里叶频谱为基础 空间域图像增强 图像增强过程 全局运算 局部运算 点运算 灰度变换 g 仅仅依赖 f 在(x,y)点的值 T 是灰度级变换函数，也叫强度映射函数 灰度变换函数 线性(正比、反比) 对数(对数、反对数) 幂次(幂次、方根) 分段 基本灰度变换 图像灰度反转 基本灰度变换 线性变换—对比度拉伸 图像获取过程中，经常出现以下情况： （1）成像时光照不足，使得整幅图像偏暗 （2）成像时光照过强，使得整幅图像偏亮 （3）照射源或光敏器件本身动态范围太小，使得整幅图像的有用信息集中在中间灰度级 基本灰度变换 线性变换—对比度拉伸 将源图像的灰度范围[a,b]拉伸到[c,d] 图像归一化 (normalization) 将源图像的灰度范围变换到[0,1] 基本灰度变换 线性变换—对比度拉伸 改进效果 [a,b] → [c,d] 练习：编程实现该公式 基本灰度变换 分段线性变换 基本灰度变换 对数变换 使窄带低灰度输入值映射为宽带输出值 可以用来拉伸暗像素的灰度值 基本灰度变换 基本灰度变换 幂次变换 gamma变换 基本灰度变换 基本灰度变换 基本灰度变换 复合gamma gamma校正 基本灰度变换 灰度切割 改变特定灰度范围的亮度 基本灰度变换 基本灰度变换 位图切割 基本灰度变换 作业 编程实现对比度拉伸公式和gamma变换，并与Matlab函数imadjust的结果比对 * * 电子显微镜下的花粉 电路板X光图像 骨骼X光图像 保持、反转、压缩、扩展 s r 适用于增强暗色区域的白色或灰色细节 “颠倒黑白” 图像偏暗 图像偏亮 动态范围小 火星脸 幂次等式中的指数是gamma值 练习：编程实现gamma变换 c=1 r=0.6, 0.4, 0.3 暗图像变亮 c=1 r=3.0,4.0, 5.0 亮图像变暗 背景灰度范围设为0， 其他为1 背景灰度范围设为常数， 其他不变 *