空間圖像增強

空間圖像增強第1頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一一、圖像增強概念及目的1、采用一系列技術去改善圖象的視覺效果，或將圖象轉換成一種更適合于人或機器進行分析處理的形式。圖象增強并不以圖象保真為準則，而是有選擇地突出某些對人或機器分析有意義的信息，抑制無用信息，提高圖象的使用價值。2、空間域增強：圖像本身，對圖像的像素直接處理。第2頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一空間圖像增強方法：圖像增強的空域法點運算法——灰度級變換尋找一個合適的變換T模版運算法——空域過濾器尋找一個合適的模版第3頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一空間濾波基礎空域濾波處理的基本概念 理論基礎—線性系統(tǒng)響應：卷積理論區(qū)別于頻率域濾波處理，空域濾波直接對圖像像素進行處理。輸出圖像中的每一點，為輸入圖像中某個相關區(qū)域象素集的映射。第4頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一空域濾波器的分類

按數學形態(tài)分：線性濾波——高通、低通、帶通非線性濾波——最大值、最小值、中值按處理效果分：平滑濾波銳化濾波第5頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一空間濾波處理卷積運算平滑均值平滑、中值平滑銳化梯度法roberts梯度等定向檢測第6頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一均值平滑濾波應用a、減小圖像灰度的“尖銳”變化b、偽輪廓效應的平滑處理c、去除圖像中的不相干細節(jié)具體方法： 將每個像元在以其為中心的區(qū)域內取平均值來代替該像元值，以達到去掉尖銳“噪音”和平滑圖像的目的。第7頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一均值濾波一幅M×N的圖像經過一個m×n的加權平均值濾波器的過程可由下式給出第8頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一均值濾波均值濾波：沖激函數為矩形返回高斯平滑濾波：選用高斯函數作為沖激函數加權平均濾波器(高斯(Gauss)模板)濾波器第9頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一中值濾波對于一定類型的隨機噪聲，提供優(yōu)秀的去噪能力比小尺寸的線性平滑濾波器的模糊程度明顯要低對處理脈沖噪聲非常有效（椒鹽噪聲）第10頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一中值濾波的原理用模板區(qū)域內象素的中值，作為結果值例如：3x3的模板，第5大的是中值，5x5的模板，第13大的是中值，7x7的模板，第25大的是中值，9x9的模板，第41大的是中值。對于同值象素，連續(xù)排列后取中值。如(10,20,20,20,15,20,20,25,100)排序后(10,15,20,20,20,20,20,25,100)中值為20R=mid{zk|k=1,2,…,9}1020202015202025100第11頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一銳化空間濾波目的加強圖像中景物的邊緣和輪廓，如尖端武器的目標識別、定位突出圖像中的細節(jié)。如印刷中的細微層次強調。彌補掃描、掛網對圖像的平滑。增強被模糊了的細節(jié)，如恢復過度平滑、暴光不足的圖像。第12頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一銳化空間濾波二階微分算法——拉普拉斯算子一階微分算法——Roberts交叉梯度算子Prewitt梯度算子Sobel梯度算子第13頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一銳化濾波器(微分濾波器)一階微分算法——a、在平坦段（灰度不變的區(qū)域）微分值為零b、在灰度階梯或斜坡的起始點處微分值非零c、沿著斜坡面微分值非零二階微分算法——a、在平坦區(qū)微分值必為零b、在灰度階梯或斜坡的起始點處微分值非零c、沿著斜坡面微分值為零第14頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一銳化空間濾波器-微分濾波器原理第15頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一一階微分增強－梯度法f(x,y)在坐標(x,y)上的梯度定義這個向量的模值表示為第16頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一一階微分增強－梯度法梯度數字近似:Roberts交叉梯度算子Soble算子第17頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一一階微分增強－Robert交叉梯度算子梯度計算使用絕對值第18頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一一階微分增強－Prewitt梯度算子Prewitt梯度算子——3x3的梯度模板?f≈|(z7+z8+z9)-(z1+z2+z3)|+|(z3+z6+z9)-(z1+z4+z7)|第19頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一一階微分增強－Sobel梯度算子Sobel梯度算子——3x3的梯度模板?f≈|(z7+2z8+z9)-(z1+2z2+z3)|+|(z3+2z6+z9)-(z1+2z4+z7)|權重2突出中心點的作用而達到平滑的目的第20頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一定義一個二階微分的離散公式最簡單的各向同性微分算子是拉普拉斯算子，f(x,y)的拉普拉斯變換定義為拉普拉斯數字實現Sobel>Roberts>Gradient>Prewitt第21頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一例題1*1+2*2+1*3-1*3-2*0-1*8=-312321212623087612786232690

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