1、1.1.图像增强技术的目的图像增强技术的目的2.2.灰度图像增强原理灰度图像增强原理3.3.频域图像增强原理频域图像增强原理4.4.图像平滑图像平滑5.5.图像锐化图像锐化第一节图像增强的目的、特点和方法第一节图像增强的目的、特点和方法第五章图像增强第五章图像增强 图像增强指按特定的需要突出一幅图像中的某些信图像增强指按特定的需要突出一幅图像中的某些信息，同时削弱或去除某些不需要的信息的处理方法。息，同时削弱或去除某些不需要的信息的处理方法。注意注意:(1)图象信息有损无增；图象信息有损无增；(2)图象增强一般是一个复杂图象处理系统的主要图象增强一般是一个复杂图象处理系统的主要的的“预处理预处
2、理”环节。环节。图像增强并不能增强原始图像的信息，只能增强对某图像增强并不能增强原始图像的信息，只能增强对某种信息的辨别能力。种信息的辨别能力。空域法空域法直接对象素处理，以灰度映射变直接对象素处理，以灰度映射变换为基础。换为基础。频域法频域法以卷积定理为基础，采用修改图以卷积定理为基础，采用修改图像傅里叶变换方法实现图像增强。像傅里叶变换方法实现图像增强。直方图修改处理直方图修改处理图像平滑处理图像平滑处理图像锐化处理图像锐化处理彩色处理彩色处理均衡化均衡化规定化规定化方法方法 频域处理法频域处理法和和空域处理法空域处理法常见的具体技术：常见的具体技术：灰度映射，图象平滑，图象锐化，灰度映射
3、，图象平滑，图象锐化，几何校正等几何校正等数学模型数学模型处理器处理器源图象源图象目标图象目标图象处理器处理器f(x,y)g(x,y)h(x,y)f(x,y)g(x,y)g(x,y)=h(x,y)*f(x,y)(1)G(u,v)=H(u,v)F(u,v)(2)g(x,y)=F-1(H(u,v)F(u,v)(3)注注:(1)图象质量的判断标准与具体问题有关图象质量的判断标准与具体问题有关 (2)图象增强没有通用理论，本章所讨论的理图象增强没有通用理论，本章所讨论的理论只具有指导意义论只具有指导意义第二节空域变换增强第二节空域变换增强点处理与区域处理点处理与区域处理g(x,y)=T(f(x,y)当
4、参与运算的是当参与运算的是11邻域时邻域时,T称为灰度变换称为灰度变换(映射映射).一般一般被表示为被表示为:S=T(r)图象反转图象反转:s=L-1-r对数变换对数变换:s=clog(1+r)幂次变换幂次变换:s=cr 设设r和和s分别表示图象增强过程中，源图象与目标图象的分别表示图象增强过程中，源图象与目标图象的灰度级，并假定在源图象中的像素值为灰度级，并假定在源图象中的像素值为r的像素的像素值，的像素的像素值，在目标图象中变为在目标图象中变为s。r与与s之间的关系由变换函数之间的关系由变换函数T表示，表示，则则s=T(r)称为灰度变换（称为灰度变换（/映射）映射）.v灰度求反灰度求反s=
5、(L-1)-rrsL-1L-1O对比度增强对比度增强 图中的象素灰度值比较接图中的象素灰度值比较接近，不适宜观察，如果将近，不适宜观察，如果将灰度之间的差别放大，可灰度之间的差别放大，可以取得很好的观察效果以取得很好的观察效果.可以清楚的看到图象中不可以清楚的看到图象中不同部分的差别。同部分的差别。v增强对比度（对比度扩展）增强对比度（对比度扩展）rsL-1L-1OJ使亮的更亮，暗的更暗使亮的更亮，暗的更暗s=rs=T(r)rmaxsmaxrmaxsmaxrmaxsmaxrmaxsmaxrmaxsmaxv灰度切分灰度切分将某个灰度范围变得较突出将某个灰度范围变得较突出1-K01)()(kkkk
6、spnnsp且：直方图均衡化算法：直方图均衡化算法：(1)(1)统计图象中各灰度级像素个数统计图象中各灰度级像素个数n nk k;(2)(2)计算直方图中应变量的值：计算直方图中应变量的值：p pk k=n=nk k/(M/(MN);N);(3)(3)计算累计直方图中应变量的值：计算累计直方图中应变量的值：s sk k=p=pk k;(4)(4)取整取整S Sk k=int(L-1)s=int(L-1)sk k;(5)(5)确定映射对应关系：确定映射对应关系：k kS Sk k;(6)(6)对图象进行增强变换对图象进行增强变换(k kS Sk k).).其中其中L L是灰度层次数，是灰度层次数
7、，M MN N是图幅参数是图幅参数举例：举例：假定有一幅假定有一幅64*64的的8灰度级层次的图象，其灰灰度级层次的图象，其灰度分布如图所示，则均衡化过程如图所示。度分布如图所示，则均衡化过程如图所示。sknkp(sk)=nk/ns0=07900.19s1=110230.25s2=28500.21s3=36560.16s4=43290.08s5=52450.06s6=61220.03s7=7810.02kiikstp0)(000019.0)(istp10144.025.019.0)(iistp0.650.810.890.950.981.0012436877)5.7int(5.000.1)18i
8、nt(3)58.3int(5.044.0)18int(1)83.1int(5.019.0)18int(5.0)1int(710 t取整ttttkkN501137900.19253610230.2546578500.21679850.24774480.11Sk01234567tk13566777求解得到的灰度变换求解得到的灰度变换Sk=T(k)为为037324165167656377该图象的一个局部该图象的一个局部均衡化后的结果均衡化后的结果050100150200250020004000600080001000012000050100150200250020004000600080001000
9、012000124365sknkp(sk)=nk/n原始累计直方图p(uk)=nk/n规定累计直方图s0=07900.190.1900s1=110230.250.4400s2=28500.210.6500s3=36560.160.810.20.2s4=43290.080.8900.2s5=52450.060.950.60.8s6=61220.030.9800.8s7=7810.021.000.201.007原始累计直方图p(uk)=nk/n规定累计直方图0.19000.44000.65000.810.20.20.8900.20.950.60.80.9800.81.000.201.007误差误差
10、0.480.480000000.440.24000.450.15000.110.090,132,3,455,6,7789124365sknkp(sk)=nk/n原始累计直方图p(uk)=nk/n规定累计直方图s0=07900.190.1900s1=110230.250.4400s2=28500.210.6500s3=36560.160.810.20.2s4=43290.080.8900.2s5=52450.060.950.60.8s6=61220.030.9800.8s7=7810.021.000.201.007原始累计直方图p(uk)=nk/n规定累计直方图0.19000.44000.65000.810.20.20.8900.20.950.60.80.9800.81.000.201.007误差误差0.040.04030000000.190.01000.620.02000.190.011,2,354,5,6,7789
