第4章图像增强（1）.pptVIP

数字图像处理 §4.1 图像增强概述 一、定义：图像增强是指对图像的某些特征，如边缘、轮廓、对比度等进行强调或锐化，以便于显示、观察或进一步处理。 §4.2 空间域单点增强 点运算是指像素值（即像素点上的灰度值）通过运算改变之后，可以改善图像的显示效果。这是一种像素的逐点运算。点运算与相邻的像素之间没有运算关系，是旧图像与新图像之间的映射关系。 基于点的操作的增强方法也叫灰度变换：将一个灰度区间映射到另一个灰度区间的变换。 例：分段线性变换举例。在对比度增强中，若要把灰度范围[0,50]压缩成[0,10]，把范围[50,200]扩展成[10,245]，把范围[200,255]压缩成[245,255]，试写出其分段线性变换方程。 解：按分段式公式可得： 当0 ? f 50， g1 = 10/50*f = 1/5 *f = 0.2 *f ； 当50 ? f 200， g2 = (245-10)/(200-50)*[f - 50]+10 = (47/30 )*f – 205/3 = 1.57 *f – 68.3 ； 当200 ? f ? 255， g3 = (255-245)/(255-200)*[f - 200] + 245； = (2/11 )*f + 2295/11 = 0.182*f + 208.6； 例3：一幅灰度图像及其直方图 二、直方图的性质 思 考： 答案： 三、直方图的用途 三、直方图的用途 四、直方图均衡化 1.直方图均衡化的含义：把原始图像的直方图变换为均匀分布的形式，让各灰度级出现的概率相同，由不均匀变得均匀； 2.直方图均衡化处理的思路： 直方图均衡化处理的计算步骤小结 1、统计原始图像的直方图 是归一化的输入图像的灰度级； 2、计算直方图累积分布曲线 3、用累积分布函数作变换函数进行图像灰度变换，建立输入图像与输出图像灰度级之间的对应关系； 结论： 1）变换后直方图趋向平坦，灰级减少，灰度合并。 2）原始图像零灰度级像素个数较多，变换后零灰度级消失，含有像素数多的几个灰级间隔被拉大了，压缩的只是像素数少的几个灰度级，实际视觉能够接收的信息量大大地增强了。 实例：用直方图处理增强图像对比度 实例：用直方图处理增强图像对比度 实例：车牌识别系统中的图像预处理 五、直方图规定化 直方图规定化的含义：变换直方图使之成为某个特定的形状。 采用比较灵活的直方图规定化方法，正确地选择规定化的函数可获得比直方图均衡化更好的结果。 作 业 四种典型的图像特征： 暗特征 亮特征 低对比度 高对比度 §4.2.2 直方图处理 第4章 图像增强 四幅不同特征图像的直方图： §4.2.2 直方图处理 第4章 图像增强 不同特征图像的直方图： 暗特征图像的直方图集中在灰度级低的一侧 §4.2.2 直方图处理 第4章 图像增强 不同特征图像的直方图： 亮特征图像的直方图集中在灰度级高的一侧 §4.2.2 直方图处理 第4章 图像增强 不同特征图像的直方图： 低对比度图像的直方图窄而集中在灰度级的中部 §4.2.2 直方图处理 第4章 图像增强 不同特征图像的直方图： 高对比度图像的直方图覆盖了灰度级很宽的范围，像素分布比较均匀 §4.2.2 直方图处理 第4章 图像增强 若一幅图像其像素占有全部可能的灰度级并且分布比较均匀，则这样的图像具有丰富的灰度级和高对比度。 结论： §4.2.2 直方图处理 第4章 图像增强 即第k个新的灰度级等于原前k个nj/N 的累计和； 第4章 图像增强 §4.2.2 直方图处理 直方图修正常用的方法有:直方图均衡化、直方图规定化； 【例4.2】假定有一幅总像素为n＝64×64的图像，灰度级数为8，各灰度级分布列于表4.1中。试对其进行直方图均衡化。 0.11 0.24 0.21 0.25 0.19 pr(sk) 448 985 850 1023 790 nSk 1 6/7 5/7 3/7 1/7 Sk 1 1 1 6/7 6/7 5/7 3/7 1/7 1 0.98 0.95 0.89 0.81 0.65 0.44 0.19 0.02 0.03 0.06 0.08 0.16 0.21 0.25 0.19 pr(rk) 81 122 245 329 656 850 1023 790 nk 1 6/7 5/7 4/7 3/7 2/7 1/7 0 rk 7 6 5 4 3 2 1 0 k 第4章 图像增强 §4