第四章 图像增强 4.1 概 述 概述 图像增强的目的是对图像进行加工，以得到对具体应用来说视觉效果更“好”，更“有用”的图像 4.2 空域点处理增强 一、空域处理表示 设f(x,y)是增强前的图像，g(x,y)是增强处理后的图像， T是定义在(x,y)邻域一种操作,则空间域处理可表示为 ： 如果T是定义在每个点(x,y)上，则T称为点操作；如果T是定义在(x,y)的某个邻域上，则T称为模板操作。 如果用s 和t 分别代表 f 和 g 在(x,y)处的灰度值，则空间域处理就表示为： 下图是增强对比度的T操作： 二、直接灰度变换 1、图像求反 假设对灰度级范围是[0，L-1]的图像求反，就是通过变换将[0，L-1]变换到[L-1，0]，变换公式如下： 此方法适用于增强嵌入于图像暗色区域的白色或灰色细节。 2.线性灰度变换 典型的分段线性变换数学表达式如下： 用分段线性法，将需要的图像细节灰度级拉伸，增强对比度，不需要的细节灰度级压缩 3. 对数变换 要消除这种因动态范围太大而引起的失真，一种有效的方法是对原图像的动态范围进行压缩，最常用的是借助对数形式对动态范围进行调整，其数学表达式如下： 4、灰度分层 一种方法：是对感兴趣的灰度级以较大的灰度值t2以显示而对另外的灰度级则以较小的灰度值t1来显示。 另一种方法：对感兴趣的灰度级以较大的灰度值进行显示而其他的灰度级则保持不变。 5、位图切割 设图像中每一个像素由8bit表示，也就是说图像有8个位面，一般用位面0表示最低位面，位面7表示最高位面，如图所示。借助图像的位面表示形式可通过对图像特定位面的操作来达到对图像的增强效果。 三、对数变换 例如，傅里叶谱的范围在[0 R]=[0，1.6×106] ，为了在一个8位的显示设备上进行显示，并充分利用显示设备的动态范围，则变换表达式中的C为： C=256/log(1+1.6*106) 图为增强前后的傅里叶谱 四、直方图修正 图像灰度统计直方图： 常用的方法： 直方图均衡化 直方图规定化 1、直方图均衡化 T满足2个条件： （1）T单值单增函数。 （2）对 有 则有： 直方图均衡化中T： 则： 例 原始图像各灰度级对应的概率分布  图像直方图均衡化过程如下： 得到变换后的值： 依此类推，即可得到  （2）用式 将 扩展到 范围内并取整，得： (3)将相同值的归并起来,得: （4）变换后5个灰度级的像素数 (5) 新灰度级分布 结果：  效果： 2、直方图规定化 （1）对原始图像的直方图进行均衡化： （2）同样对规定图像计算能使规定的直方图均衡化： 将原始直方图对应映射到规定的直方图 例 原始图像各灰度级对应的概率分布  规定直方图概率分布  直方图规定化步骤： （1）对原始直方图操作： （2）对规定直方图像操作： （3）映射结果： 逆变换得 （4）规定化后各灰度级像素数： 规定化后的直方图 结果   五、图像间运算-算术运算 (1) 图像减法 图像相减的结果就可把两图的差异显示出来，可以用来增强两幅图像的差异。  （2）图像平均  图像间运算－逻辑运算 两幅图与操作  两幅图或操作