數(shù)字圖像處理

4.4.2非銳化濾波和高增濾波

非銳化濾波，也稱為非銳化掩模(UnsharpMasking)，是指從原始圖像中減去原始圖像的一個(gè)非銳化的或者說(shuō)是平滑的圖像，從而達(dá)到增強(qiáng)邊緣等細(xì)節(jié)的目的，用公式表示如下：

g(x，y)=f(x，y)-fs(x，y) (4-33)

式中：f(x，y)表示輸入圖像；fs(x，y)表示由輸入圖像得到的平滑圖像；g(x，y)為非銳化掩模后的輸出圖像。圖像平滑的實(shí)質(zhì)是一種低通濾波，從原始圖像中減去它的一個(gè)平滑圖像，就相當(dāng)于除去了低頻成分，保留了高頻成分，從而產(chǎn)生一個(gè)高通圖像。

如果原始圖像與高通圖像相加，則可以在保持原始圖像概貌的同時(shí)突出邊緣等細(xì)節(jié)。更一般的形式是，將原始圖像乘以一個(gè)比例系數(shù)A，高通圖像也乘以一個(gè)比例系數(shù)K，兩者相加得到一個(gè)增強(qiáng)圖像，就稱該過(guò)程為高增濾波(HighboostFiltering)。高增濾波公式如下：(4-34)式中：fhb(x，y)表示高增濾波后的輸出圖像；g(x，y)是輸入圖像f(x，y)的一個(gè)高通圖像，也可以是前面的非銳化掩模結(jié)果。A和K是兩個(gè)比例系數(shù)，A≥0，0≤K≤1。K在0.2到0.7之間取值時(shí)，高增濾波效果較為理想。當(dāng)A足夠大時(shí)，圖像銳化作用相對(duì)被減弱，使得輸出圖像與輸入圖像的常數(shù)倍接近。圖4-17是當(dāng)A=1、K=1時(shí)，常用的拉普拉斯高增濾波模板。圖4-17常用的拉普拉斯高增濾波模板(a)(b)(c)原始圖像Laplace算子Laplace增強(qiáng)算子

圖4-18(b)是對(duì)圖(a)使用圖4-16(b)所示拉普拉斯模板的運(yùn)算結(jié)果，圖(c)是將原始圖像與拉普拉斯模板相加的結(jié)果，也就是使用圖4-17(b)所示模板與原始圖像的卷積結(jié)果。圖(d)是原始圖像的1.6倍減去用半徑為2的高斯模板對(duì)圖(a)的平滑結(jié)果的0.6倍的結(jié)果。由圖可見(jiàn)，高增濾波在增強(qiáng)邊緣的同時(shí)也增強(qiáng)了噪聲點(diǎn)，而增強(qiáng)之前先進(jìn)行平滑則能得到更好的效果。4.5偽彩色處理

為什么需要偽彩色圖像處理?

色彩中含有很多信息，使從一個(gè)場(chǎng)景中識(shí)別和抽取目標(biāo)變得簡(jiǎn)易些。

人眼對(duì)色彩敏感：可以辨別上千種顏色和強(qiáng)度，只能辨別二十幾種灰度。

什么叫偽彩色圖像處理?

根據(jù)一定的準(zhǔn)則將每個(gè)灰度級(jí)匹配到彩色空間，將灰度圖像映射為彩色圖像的處理。CT圖片

偽彩色映射結(jié)果

4.籍5.字1灰度活分層拜法灰度恭分層薪法，踩也叫割密度噸分割星，是喉偽彩終色處彼理中靠最簡(jiǎn)龜單的鄉(xiāng)豐一種作。它叔用一躲系列平行鬼于xy平面此的切替割平出面(可看舉做是膠閾值)把灰猛度圖曠像的偵亮度括函數(shù)分割還為一灣系列級(jí)灰度定區(qū)間，對(duì)欣不同期的區(qū)胖間分配四不同嶼的顏雜色。設(shè)灰室度圖憲像f(x，y)的灰芬度范旺圍為棵［0，L-奶1］，偽令l0=蔥0，lm+1釋=L，用m個(gè)灰航度閾疊值l1，l2，…，lm把該集灰度歡范圍損分割板為m+1個(gè)小偉區(qū)間盆，不值同的近區(qū)間急映射泡為不竹同的業(yè)彩色ci，即經(jīng)過(guò)悅這種薄映射霧后，蘆一幅像灰度嗎圖像f(x，y)就被略映射岸為具柿有m+1種顏?zhàn)兩牟﹤尾适嫔珗D斯像g(x，y)?；银Q度分淺層法蔑偽彩崖色處揉理的瞧優(yōu)點(diǎn)德是簡(jiǎn)拴單易愉行，假便于屋用軟葛件或匆硬件菌實(shí)現(xiàn)調(diào)。(4邪-3閣5)4.牛5.劇2灰度哄變換任法灰度掉變換獻(xiàn)法偽登彩色杠處理偏更為圣靈活噴，可高以將灰誰(shuí)度圖剪像變井為具陵有多烏種顏逆色漸羅變的算彩色勿圖像。其席變換堪過(guò)程(如圖4-望19辰(a映)所示)如下竄：行將老原圖駕像像喪素的美灰度域值送莊入具有局不同庸變換顆特性盯的紅企、綠博、藍(lán)烏三個(gè)墊變換遞器進(jìn)場(chǎng)行灰舒度變國(guó)換，再飯將三熟個(gè)變幕換結(jié)振果作捎為三憲基色線合成奸為彩宇色，朵如分窯別送腦到彩餡色顯曉像管偉的紅朋、綠多、藍(lán)投電子逼槍合圖成某短種彩穩(wěn)色。壤可見(jiàn)捎，只要肝設(shè)計(jì)性好三輪個(gè)變額換器，就攻可以勉把不把同的躁灰度孟級(jí)變服換為源不同駐的彩盤色。圖4-糖19灰度鑄變換玩法偽棗彩色神處理彈示意漫圖圖4-旨19寄(b瘦)是常質(zhì)用的拴一種弊變換同函數(shù)杯。由番圖可趕見(jiàn)，丙若f(x，y)尋=0，則IB(x，y)=L，IR(x，y)=IG(x，y)=沒(méi)0，從轉(zhuǎn)而顯床示藍(lán)盾色。兔同樣本，若f(x，y)=L/2，則IG(x，y)=L，IR(x，y)=IB(x，y)碑=0，從肥而顯蠶示綠首色。薦若f(x，y)=L，則IR(x，y)=L，IB(x，y)聯(lián)=IG(x，y)=英0，從仗而顯膠示紅枕色。廉其特淘點(diǎn)在漿于變烈換后暫的偽孫彩色絨圖像鐮更具愚有一掌定的侮物理遍意義摧，符底合人咸眼對(duì)爸冷暖算色調(diào)鑒的感靠受，政因?yàn)橐嗉t色潤(rùn)對(duì)應(yīng)悉暖色答調(diào)，啊藍(lán)色予對(duì)應(yīng)粒冷色苗調(diào)。廈例如萌，若野灰度夠圖像仙表示耳的是贈(zèng)一溫錦度場(chǎng)維，灰塔度級(jí)宴的高扯低代雖表溫丑度的猾高低痕，利田用該卸變換返函數(shù)像映射嫌之后色，高沙溫偏提紅，過(guò)低溫軍偏藍(lán)份。另一釋種常授用的犁變換陪函數(shù)采就是序用取辮絕對(duì)患值的妥正弦興函數(shù)態(tài)，其居特點(diǎn)斧是在擔(dān)峰值念處比斥較平巴緩而序在低爬谷處抗比較誼尖銳嗽。通披過(guò)變道換每鵲個(gè)正譽(yù)弦波蹲的相乓位和擠頻率住就可樓以改倆變相吐應(yīng)灰置度值浴所對(duì)椅應(yīng)的筍彩色錯(cuò)，使淋得不應(yīng)同灰飽度值瘋范圍摟的像扭素得培到不案同的種偽彩倘色增投強(qiáng)。4.屑5.鞏3頻域廉濾波洗法況頻域暴濾波耳法是兄一種鑄在頻纏率域色進(jìn)行獸偽彩出色處龜理的訓(xùn)技術(shù)妥，其輸出兄色彩讀與圖您像的選空間翠頻率銅有關(guān)，目烏的是艱為感銳興趣羞的頻矩率成挽分分片配特謹(jǐn)定的陡顏色軋。其丸過(guò)程當(dāng)如圖4-甜20所示癥，先賀對(duì)灰殊度圖仙像進(jìn)堵行快校速傅京立葉疼變換(F遲FT潑)，再筆分別凍送入矮三個(gè)充不同不的頻蝕率濾練波器(可以毫是低枕通、曲高通蝦和帶脅通濾疾波器)，濾號(hào)掉不護(hù)同的錯(cuò)頻率坐成分紫之后還作快漸速傅粉立葉饞逆變乏換(F域FT霜-1壁)，還致可以執(zhí)對(duì)其屬進(jìn)一撈步處程理，爐如直剝方圖受均衡族化，工最后托把它碗們作蓋為三份基色秘合成唉為彩繡色。秘例如懂，為詠了突要出圖獨(dú)像中脅的高奶頻成帳分，續(xù)欲將傲其變鴨為紅漫色，年可以回將紅夏色通織道濾擠波器明設(shè)計(jì)大成高廣通特鮮性。圖4-腸20頻域公濾波支法偽屯彩色堵處理補(bǔ)充澆：圖挎像質(zhì)叼量（山層次獵、對(duì)科比度饞、清滾晰度青）層次表示趟灰度黨級(jí)的雙數(shù)量對(duì)比口度是指脫一幅稻圖象乓中灰務(wù)度反罵差的屈大小智對(duì)襖比度=最大微亮度/最小革亮度與清晰妻度相關(guān)有的主達(dá)要因希素昆亮?xí)憾葢袑?duì)雁比度警主題喇內(nèi)容懼的大準(zhǔn)小趁細(xì)候微層楊次悔顏摸色飽飛和度與清晰接度相關(guān)啦的主類要因鬧素己亮嘴度故對(duì)匙比度賣主題礙內(nèi)容留的大秧小碗細(xì)伯微層旁次列顏詞色飽榮和度習(xí)謹(jǐn)題1.已知蜜一幅64此×6濱4的3比特同的數(shù)切字圖玻像，倍各個(gè)著灰度欄級(jí)出壺現(xiàn)的復(fù)頻數(shù)粉如表(a笑)所示蘿。要挑求對(duì)帥其進(jìn)亦行直秘方圖禮變換匙，使間變換吩后的并灰度怨級(jí)分栽布如痕表(b執(zhí))所示灑，畫勁出變辦換前和后的腰直方詳圖并該比較弟。表(a）表(b）2.試對(duì)指題1的圖卡像進(jìn)形行直勝方圖理均勻妹化處畝理，閣要求撫原來(lái)葬在同圈一灰麥度級(jí)修中的餓像點(diǎn)哭均勻倉(cāng)化后男仍在幫同一水灰度辦級(jí)中趨，并族畫出勸均勻亮化后污的圖傻像和駁它的鮮直方欣圖。3.有一嚼幅圖晝像如絹表(c棍)所示偉，由喝于干沃?jǐn)_，艙在接抹收時(shí)碧圖中騎有若莖干個(gè)免亮點(diǎn)(灰度餐為25飯5)，試漢問(wèn)此孕類圖從像如濫何處稱理，俊并畫協(xié)出處禮理后猛的圖略像。表(c貸)4.用3×尋3B揪ox模板僅對(duì)圖謠像進(jìn)妄行鄰圈域均閉值平麗滑，仔經(jīng)過(guò)m次迭狂代后蘋，相企當(dāng)于及用多瓦大的Bo斥x模板覽對(duì)原熊始圖展像進(jìn)塔行鄰室域均圾值平沙滑？5.比較絲式均值已濾波攤和中打值濾委波的糠優(yōu)缺勿點(diǎn)。6.針對(duì)木模板恐中心免在圖騰像中抄同一鐘行移睬動(dòng)時(shí)丟，每舅次只環(huán)更新煙兩列送數(shù)據(jù)役的現(xiàn)抖象，教設(shè)計(jì)銷一種超快速鉤更新閑中值飾的方糟法，褲并編斷寫快創(chuàng)速中身值濾淋波算妙法。7.給出糾一組雞灰度鵝變換汽函數(shù)充，使騰其能禾夠提秧取灰閃度圖條像的8個(gè)位饞平面程。8.為什久么一誤般情賴況下殊對(duì)離相散圖小像的異直方者圖均腐衡化覽并不失能產(chǎn)汗生完擠全平沫坦的夫直方暴圖？9.已知擇一幅員圖像賤已經(jīng)脅進(jìn)行攪過(guò)直快方圖根均衡第化處環(huán)理，局試問(wèn)葵再次順對(duì)