图像处理基础教程章毓晋-03

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1、章毓晋编著电子工业出版社，2012第3章图像空域增强3.1增强技术分类3.2灰度映射3.3图像间运算3.4直方图修正3.5空域滤波第3章图像处理基础教程第2页3.1增强技术分类基于图像域的方法和基于变换域的方法空域是指由像素组成的空间考虑增强操作的作用点：•一类把增强操作仅定义在每个像素位置(x,y)上逐像素点根据其特性进行处理，称为点操作•另一类在对每个像素进行增强操作时还要考虑该像素邻近像素的特性，称为邻域操作邻域范围的确定常利用模板（或窗）来进行，所以后一类增强操作也称为模板操作第3章图像处理基础教程第3页3.2灰度映

2、射通过按预先确定的特殊规律改变图像中所有或部分像素的灰度来达到改善图像视觉效果的目的3.2.1灰度映射原理3.2.2灰度映射示例第3章图像处理基础教程第4页3.2.1灰度映射原理灰度映射是一种基于图像像素的点操作，它通过对原始图像中每个像素赋予一个新的灰度值来增强图像映射函数t=T(s)第3章图像处理基础教程第5页3.2.2灰度映射示例1.增强对比度：增加图像中各部分间的反差2.动态范围压缩：借助对数形式的映射函数3.阶梯量化：将灰度分阶段量化成较少级数4.阈值切分：将图像分成两部分，对比度大第3章图像处理基础教程第6页3.

3、2.2灰度映射示例增强对比度动态范围压缩阶梯量化阈值切分第3章图像处理基础教程第7页3.3图像间运算以图像为单位在图像之间进行的操作该操作对各幅图像中的所有像素同样进行3.3.1算术运算3.3.2逻辑运算第3章图像处理基础教程第8页3.3.1算术运算算术运算一般用于灰度图像(1)加法：记为p+q(2)减法：记为p–q(3)乘法：记为p∗q（也可写为pq或p×q）(4)除法：记为p÷q将两个像素的灰度值通过运算得到一个新的灰度值，作为对应结果新图像相同位置处像素的灰度值对图像的每个像素都进行该运算第3章图像处理基础教程

4、第9页3.3.1算术运算图像平均：减少和去除图像采集中混入的噪声gxy(,)=fxyexy(,)(,)+1Mσσgxy(,)=×exy(,)1Mgxy(,)=∑gxyi(,)Mi=1第3章图像处理基础教程第10页3.3.2逻辑运算基本的逻辑运算只可用于二值（0和1）图像(1)与（AND）：记为pANDq（也可写为p·q或pq）(2)或（OR）：记为pORq（也可写为p+q）(3)补（COMPLEMENT，也常称反或非）：记为NOTq（也可写为q)。第3章图像处理基础教程第11页3.3.2逻辑运算组合逻辑运算(1)异或：记为p

5、XORq（也可写为p⊕q）(2)与非：记为NOT(pq)（也可写为pq）(3)或非：记为NOT(p+q)（也可写为pq+）(4)异或非：记为NOT(p⊕q)（也可写为pq⊕）第3章图像处理基础教程第12页3.4直方图修正直方图是对图像的一种抽象表示方式3.4.1直方图和累积直方图3.4.2直方图均衡化3.4.3直方图规定化第3章图像处理基础教程第13页3.4.1直方图和累积直方图对一幅灰度图像，其灰度直方图反映了该图中不同灰度级出现的统计情况一个1-D的离散函数hf()=nff=0,1,,L−1第3章图像处理基础教程第14

6、页3.4.1直方图和累积直方图灰度累积直方图也是一个1-D的离散函数fcf()=∑nif=0,1,,L−1i=0累积直方图中列f的高度给出图像里灰度值小于和等于f的像素的总个数第3章图像处理基础教程第15页3.4.2直方图均衡化直方图均衡化主要用于增强动态范围偏小的图像的反差基本思想是把原始图的直方图变换为在整个灰度范围内均匀分布的形式ffnigf=∑∑=pi()f=0,1,,L−1ii=00n=(1)它在01≤fL≤−范围内是一个单值单增函数(2)对01≤fL≤−应有01≤gL≤−第3章图像处理基础教程第16页3.4.

7、2直方图均衡化第3章图像处理基础教程第17页3.4.2直方图均衡化实际中直方图的均衡化计算可采用列表的方式第3章图像处理基础教程第18页3.4.3直方图规定化(1)如同均衡化方法中，对原始图的直方图进行灰度均衡化：ffnigf=∑∑=pi()f=0,1,,M−1ii=00n=(2)规定需要的直方图，并计算能使规定的直方图均衡化的变换：ssnjts=∑∑=pjs()=0,1,,N−1jj=00n=(3)将第(1)个步骤得到的变换反转过来，即将原始直方图对应映射到规定的直方图，也就是将所有p(i)对应到p(j)去第3章图像处

8、理基础教程第19页3.4.3直方图规定化单映射规则fsfM=0,1,,−1∑∑pi()−pj()sN=0,1,,−1ij=00=组映射规则Is()s∑∑pi()−=−pj()s0,1,,N1ij=00=整数函数I(s)，s=0,1,…,N–1，满足0≤I(0)≤…≤I(s)≤…≤I(