灰度變換-圖像處理第二版

1、灰度變換2131403 主要內(nèi)容反轉(zhuǎn)變換、對數(shù)變換冪次變換、分段線性變換灰度切割、位圖切割背景介紹圖像增強是要突出圖像中的某些信息，同時削弱或去除某些不需要信息的一種處理方法，以得到對具體應用來說視覺效果更“好”，或更“有用”的圖像的技術(shù).背景介紹空間域增強是指增強構(gòu)成圖像的像素，可由下式定義： g(x,y)=Tf(x,y)其中： f(x,y)是輸入圖像 g(x,y)是輸出圖像 T是對f的一種操作，定義在（x,y）的鄰域上.T操作最簡單的形式是鄰域為1*1的尺度（即單個像素）。在這種情況下，g僅僅依賴于f(x,y)點的值，T操作稱為灰度級變換函數(shù)（也叫做強度映射），形式為：s=T(r)基本灰度

2、變換灰度函數(shù)的三種基本類型：線性的(正比或反比)對數(shù)的(對數(shù)和反對數(shù)的)冪次的(n次冪和n次方根變換)圖像反轉(zhuǎn) s=L-1-r 對數(shù)變換 s=clog(1+r)冪次變換 s=cr 輸入灰度級,rn次方根正比反對數(shù)反比對數(shù)n次冪輸出灰度級反轉(zhuǎn)變換反轉(zhuǎn)變換的表達式 灰度級范圍為0,L-1適于處理增強嵌入于圖像暗色區(qū)域的白色或灰色細節(jié),特別是當黑色面積占主導地位時.原始數(shù)字乳房照片與反轉(zhuǎn)變換得到的反轉(zhuǎn)圖像對數(shù)變換有時原圖的動態(tài)范圍太大，超出某些設(shè)備的允許動態(tài)范圍，如果直接使用原圖，則一部分細節(jié)可能丟失。解決這種情況的辦法就是對原圖進行灰度壓縮，如對數(shù)變換對數(shù)變換的表達式：s=clog(1+r) c是

3、常數(shù)，r 0使一窄帶低灰度輸入圖像映射為一寬帶輸出值.對數(shù)變換可以用于擴展圖像中的暗像素.對數(shù)變換傅里葉頻譜與應用對數(shù)變換（c=1）的圖像冪次變換冪次變換的基本形式為：s=cr (c,0)冪次曲線中的值決定了是把輸入窄帶暗值映射到寬帶輸出值還是把輸入窄帶亮值映射到寬帶輸出.冪次變換的應用(伽馬)校正：用于修正冪次響應現(xiàn)象的過程幾乎所有的CRT顯示設(shè)備、攝像膠片、許多電子照相機的光電轉(zhuǎn)換特性都是非線性的。所以，如果不進行校正處理的話，將無法得到好的圖像效果。冪次變換的應用校正的原理即在顯示之前通過冪次變換將圖像進行修正。例3.1用冪次變換進行對比度增強 c=1, =0.6,0.4,0.3冪次變換

4、的應用 c=1, =3.0,4.0,5.0分段線性變換函數(shù)-對比拉伸其形式可以任意組合,有些重要的變換可以應用分段線性函數(shù)描述.對比拉伸 ：擴展圖像處理時灰度級的動態(tài)范圍。 (a)變換函數(shù)的形式(b)低對比度圖像(c)對比度拉伸的結(jié)果(d)門限化的結(jié)果(a)(b)(c)(d)分段線性變換函數(shù)-對比拉伸圖c為對比拉伸后的效果，設(shè)置（r1,s1)=(rmin,0)且(r2,s2)=(rmax,L-1),其中rmin,rmax代表圖像中灰度級的最小值和最大值。因此，變換函數(shù)把灰度級由原范圍線性地拉伸至飽和范圍0,L-1分段線性變換函數(shù)-灰度切割灰度切割：提高特定灰度范圍的亮度 (a)(b)(c)(d)特點：突出目標的輪廓，消除背景細節(jié)特點：突出目標的輪廓，保留背景細節(jié)(a)加亮A,B范圍,其他 灰度減小為一恒定值(b)加亮A,B范圍,其他 灰度級不變(c)原圖像(d)使用(a)變換的結(jié)果分段線性變換函數(shù)-位圖切割位圖切割：把數(shù)字圖像分解成為位平面，（每一個位平面可以處理為一幅二值圖像）對于分析每一位在圖像中的相對重要性是有用的。（高階位如前4位包含視覺上很重要的大多數(shù)數(shù)據(jù)；其它位對圖像中的更多微小細節(jié)有作用）8比特圖像的位平面表示分段線性變換函數(shù)-灰度切割例如每個象素點的灰度值用8bit表示，假如某像素點的灰度值為00100010,分解處理 如下: 這