第三章 图像增强技术

第三章图像增强技术

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图像增强基本概念直方图处理图像间运算空域滤波频域滤波

1图像处理基础知识采用图像增强原因图像增强定义图像增强分类

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1)图像增强的原因图像采集过程

图像采集过程图

镜头是相机及光学系统“看”到的真实世界的具体部分

图像采集过程

图像采集过程图

CCD/CMOS芯片将光能转化为电能。

图像采集过程

图像采集过程图

A/D:将模拟信号转换成8位(或多位)的数字信号。每个像素独立地把光强以灰度值(Gray Level)的形式表达。

图像采集过程

图像采集过程图

DSP或PC机进行信号处理(图像压缩、图像编码、图像存储、图像通信、图像显示)。

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在实际应用中每个部分都有可能导致图像品质变差，使图像传递的信息无法被正常读取和识别。例如，在采集图像过程中由于光照环境或物体表面反光等原因造成图像整体光照不均，或是图像采集系统在采集过程中由于机械设备的缘故无法避免的加入采集噪声，或是图像显示设备的局限性造成图像显示层次感降低或颜色减少等等。

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研究图像增强算法已成为推动图像分析和图像理解领域发展的关键内容之一

原始图像

图像受干扰情况

高斯噪声

椒盐噪声图像受干扰示意图

2)图像增强定义n

定义：通过对图像的加工，获得视觉效果更“好”的图像的技术。

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对于灰度图像，这种视觉效果的改善常借助改变各个像素的灰度来实现。

3)图像增强的分类n

图像增强的主要目的是为了改善图像的视觉效果，或者是为了更便于人或计算机的分析和处理。在图像增强的过程中突出了一部分信息，同时也可能压制了另一部分信息。所以图像增强并不考虑图像的降质因素，而用试探的方式对图像进行加工，力求改善图像的质量。常用的图像增强技术有图像数据统计分析处理、直方图修改、图像平滑滤波、图像锐化等。这些技术可以单独使用，也可以联合应用。

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图像增强技术的划分

2直方图处理n n n n

灰度映射直方图概念直方图均衡化直方图规定化

1)图像灰度变换w在某些情况下，为了将图像灰度级整个范围或其中某一段扩展或压缩到另一灰度范围质内，称灰度的线性变换。 w常用三种映射规则 1.图像求反将原图灰度值翻转 2.增强对比度对原图进行灰度压缩增强原图各部分之间的反差 3.压缩动态范围与增强对比度相反

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(1)当图像曝光不充分，使区间小于区间，即：、可选用这样的变换： Z k Z1 Z'= ( Z A)+ Z1 B A通过这种变换，使得图像灰度范围从扩展到，实际上使曝光不充分的图像中黑

的更黑、白的更白，从而提高了图像灰度的对比度。

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(2)若图像的绝大部分灰度集中在之间，则用这样的变换：Z1 Z Z1 Z'= k ( Z A)+ Z1 B A Zk Z<A A≤ Z≤ B Z>B

这种变换实际上失去了一部分图像的信息。