数字图像处理 PPT 第4章 图像增强

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1、1Digital Image Processing 数字图像处理数字图像处理2第四章第四章 图像增强图像增强34概述概述5 4.2 空域点处理增强空域点处理增强6空域处理表示空域处理表示),(),(yxfTyxg 设设f(x,y)是增强前的图像，是增强前的图像，g(x,y)是增强处理后是增强处理后的图像，的图像， T是定义在是定义在(x,y)邻域一种操作邻域一种操作, ,则空间则空间域处理可表示为域处理可表示为 ：7空域处理表示空域处理表示)(sTt 空域处理表示空域处理表示黑白9直接灰度变换直接灰度变换 sLt110直接灰度变换直接灰度变换 255025511直接灰度变换直接灰度变换tsb(

2、)1,b0,1,b0,101,0,GSTf D函数为线性，显然，若图象像素不发生变化；若图象所有灰度值上移或下移；若，输出图象对比度增强；若输出图象对比度减小；若暗区域变亮，亮区域变暗，图象求补。12直接灰度变换直接灰度变换tsb50BADD1.5BADD0.8BADD1255BADD 13直接灰度变换直接灰度变换tsb14直接灰度变换直接灰度变换 22221112121111tsssLtLtssssttsstt102211Lsssssss空域处理表示空域处理表示 通过细心调整折线拐点的位置及控制分段直线的斜率，可对任一灰度区间进行拉伸或压缩。16 |)|1log(sCt直接灰度变换直接灰度变

3、换17C=256/log(1+1.6C=256/log(1+1.6* *10106 6) )对数变换对数变换18对数变换对数变换原始图象19对数变换对数变换非线性灰度变换对数效应20对数变换对数变换非线性灰度变换指数效应21直接灰度变换直接灰度变换12ttt其它21sssstt2其它21sss22直接灰度变换直接灰度变换23直方图修正直方图修正 nnspkk/)(1,1 , 0Lk24直方图均衡化直方图均衡化可以证明，累积分布函数（cumulative distribution function CDF）满足上述两个条件，并能将s的分布转换为t的均匀分布（1）T单值单增函数。单值单增函数。（2

4、）对）对 有有10Ls1)(0LsT10)(1LttTs25直方图均衡化直方图均衡化直方图均衡化中直方图均衡化中T：kiiskiikkspnnsTt00)()(10)(1LttTskkk26直方图均衡化直方图均衡化27直方图均衡化直方图均衡化：（1）得到变换后的值：）得到变换后的值：19. 0)()(0000iisspsTt44. 025. 019. 0)()(1011iisspsTt65. 021. 025. 019. 0)()(2022iisspsTt81. 03t89. 04t95. 05t98. 06t17t依此类推，即可得到依此类推，即可得到 28直方图均衡化直方图均衡化（2）用式用

5、式 将将 扩展到扩展到 范围内范围内并取整，得并取整，得：(3)将相同值的归并起来将相同值的归并起来, ,得得: : 10t31t52t63t74t5 . 0) 1int(kktLtkt 1, 0L10t31t52t63t64t75t76t77t29直方图均衡化直方图均衡化（4）变换后变换后5个灰度级的像素数个灰度级的像素数 (5) 新灰度级分布新灰度级分布 448,985,850,1023,79043210nnnnn25. 04096/1023)(,19. 04096/790)(10tptptt24. 04096/985)(,21. 04096/850)(32tptptt11. 02096/

6、448)(4tpt30直方图均衡化直方图均衡化 31直方图均衡化直方图均衡化 32 33直方图均衡化直方图均衡化 n%get cdfncdf(1)=histgram(1);nfor i=2:256n cdf(i)=cdf(i-1)+histgram(i);nendn%run point operationnfor i=1:128n for j=1:128nk=lenna(i,j);n lenna_equ(i,j)=cdf(k)*256/(128*128);n endnendn%生成直方图均衡化后的生成直方图均衡化后的lenna图图nimwrite(lenna_equ,map,c:templen

7、na_equ.bmp);34 原图原图像及像及直方直方图图均衡均衡后的后的图像图像及直及直方图方图图像的反差大了，图像的反差大了，细节清楚了细节清楚了在直方图中在直方图中的表现是直的表现是直方图灰度范方图灰度范围窄且集中围窄且集中在低灰度值在低灰度值区域。区域。现在直方图现在直方图占据了整个占据了整个图像灰度值图像灰度值的允许范围，的允许范围，增加了图像增加了图像的动态范围。的动态范围。原图较暗且动态范原图较暗且动态范围小围小直方图均衡化实质上是减少图像的灰度级以换取对直方图均衡化实质上是减少图像的灰度级以换取对比度的加大。比度的加大。在均衡过程中，原来的直方图上频数较小的灰度级在均衡过程中，

8、原来的直方图上频数较小的灰度级被归入很少几个或一个灰度级内，故得不到增强。被归入很少几个或一个灰度级内，故得不到增强。若这些灰度级所构成的图像细节比较重要，则需采若这些灰度级所构成的图像细节比较重要，则需采用局部区域直方图均衡。用局部区域直方图均衡。36直方图规定化直方图规定化2 2 直方图规定化直方图规定化 （2 2）同样对规定图像计算能使规定的直方图均衡化：）同样对规定图像计算能使规定的直方图均衡化： （3 3）将原始直方图对应映射到规定的直方图）将原始直方图对应映射到规定的直方图（1 1）对原始图像的直方图进行均衡化：）对原始图像的直方图进行均衡化： kiiskkspsTt0)()(lj

9、jujulupuTv0)()(kiljjuisupsp11)()(1, 1 , 0Mk1, 1 , 0Nl1, 1 , 01, 1 , 0NlMk37直方图规定化直方图规定化灰度级01234567概率0.00.000.000.150.200.300.200.15灰度级01234567像素790102385065632924512281概率0.190.250.210.160.080.060.030.0238直方图规定化直方图规定化直方图规定化步骤：直方图规定化步骤：19. 0)(7901000tttspnt25. 0)(10233111tttspnt21. 0)(8505222tttspnt24