新编数字图像处理技术及应用（修订版）课件 第04章 图像增强.pptx

第4章图像增强;学习目标;本章内容;导入：什么是图像增强？;为什么要对图像增强？

在获取图像过程中，由于光照、传输或成像仪本身等多种因素的影响，导致图像质量有所下降。常见的有曝光不足、曝光过度、噪声、层次感差、目标不醒目等等……;从是否是对原图像直接操作角度

从操作对象是否是单点角度

从处理结果的目标效果角度

从处理结果的图像颜色角度;图像增强技术分类并不唯一；

分类存在交叉组合：如空域法可进一步细分为点操作和区域操作；而点操作既可在空域进行，也可在频域进行。;4.1空域增强;4.1空域增强;;;灰度变换是指图像经过变换函数逐点变换成一幅新图像的过程，即;;;;;想一想：如何构造三段线性变换算法？;;;;;γ取不同的值会得到不同的变换结果，如在c=1的情况下，γ1时的变换结果是扩展了低灰度区同时压缩了高灰度区；γ=1时，变换结果仍为原始图像；γ1时的变换结果是压缩了低灰度区同时扩展了高灰度区。;;;;;;;?;?;;;;;?;?;表4.2原始直方图数据;表5.5规定的直方图数据;再次梳理：直方图规定化计算要点;（a）原图像（b）原图像直方图（c）期望的直方图;[f1,T]=histeq(f,n)，其中，f为输入图像，n为指定直方图均衡化后的灰度级数（若n为向量，且长度小于等于f的灰度级数，则此时为直方图规定化映射，映射灰度区间为n），f1为输出均衡化之后的图像，T为变换矩阵。;;;;;;;;;;;;?;;假设窗口有5个点，其值为80，90，200，110，120，那么此窗口内各点的中值即为110。;;;对一些内容复杂的图像，可以使用复合型中值滤波。如中值滤波线性组合、高阶中值滤波组合、加权中值滤波以及迭代中值滤波等。

①中值滤波的线性组合

将几种窗口尺寸大小和形状不同的中值滤波器组合使用，只要各窗口都与中心对称，滤波输出可保持几个方向上的边缘跳变，而且跳变幅度可调节。其线性组合方程式如下：;②高阶中值滤波组合

可以用式4.39表示：;4.2频域增强;H=fspecial(gaussian,hsize,sigma)

——高斯函数、默认hsize为3,sigma为0.5;4.2.1低通滤波;?;;由于H(u,v)在D0处由1突变到0，所以理想低通滤波器在平滑处理过程中会产生较严重的模糊和“振铃”现象。;;;?;;（a）一阶指数低通滤波器传递函数的三维图（b）一阶指数低通滤波器传递函数的剖面图;;类别;;;;;;;;;;?;对灰度区间的划分，可以是均匀的，也可以是非均匀的，即对感兴趣的灰度级范围分得密一些，其它区间分得稀一些。

灰度分层可以通过硬件实现，也可由编程来实现。一般来说，灰度分层法的效果和分层密度成比例，层次越多，细节越丰富，彩色越柔和，但分层的层数受到显示系统硬件性能的约束。;采用分层法进行伪彩色变换，层数分别取8层和64层实例。

（a）原图像（b）8层伪彩色变换图像（c）64层伪彩色变换图像

图像分层法伪彩色变换;;;图4.36所示的是一组典型的变换函数，其中图4.36(a)将任何低于L/2的灰度级映射成最暗的红色；在L/2到3L/4之间，红色输入线性增加；灰度在3L/4到L之间则映射保持不变，等于最亮的红色调。其他彩色映射与此类似。三种变换函数共同作用如图4.36(d)所示。;频域伪彩色处理是以图像的频谱函数为根据对图像进行彩色变换的。也就是说，变换后图像彩色不是图像灰度级的表示特征，而是图像空间频率成分的表示特征。如图4.37所示;【例4.12】图4.38(a)是一幅原始灰度图像，图4.38(b)是由下列红、绿、蓝变换函数变换得到的伪彩色结果。;;通过对三基色分量的坐标变换，可把真彩色图像处理成假彩色图像，其一般表示式为;假定同一景物的多个波段图像为，按照其灰度级依比例赋给对应的红、绿、蓝三基色，即作如下映射：;;4.3.3真彩色增强;采用真彩色增强方法的基本步骤如下：

①将原始彩色图像的R、G、B分量转化为H、S、I分量。

②利用对灰度图增强的方法增强其中的某个分量。

③再将结果转换为R、G、B分量，以便用彩色显示器显示。;;;实验目的：会使用命令行和编辑器进行编程，能读入图像、输出显示图像，初步会数、向量、矩阵、符号运算以及图像的裁剪、缩放、旋转的基本操作，并完成规范的实验报告。

实验原理：安装MATLAB软件，在commandwin