灰度变换_图像处理第二版

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2014-3-15,#,灰度变换,2131403,主要内容,反转变换、对数变换,幂次变换、分段线性变换,灰度切割、位图切割,背景介绍,图像增强是要突出图像中的某些信息，同时削弱或去除某些不需要信息的一种处理方法，以得到对具体应用来说,视觉效果,更“好”，或更“有用”的图像的技术,.,背景介绍,空间域增强是指增强构成图像的像素，可由下式定义：,g,(,x,y,)=,T,f,(,x,y,),其中：,f(x,y),是输入图像,g(x,y),是输出图像,T,是对,f,的一种操作，定义在（,x,y,）的,邻,域上,.,T,操作最简单的形式是邻域为,1*1,的尺度（即单个像素）。在这种情况下，,g,仅仅依赖于,f(x,y),点的值，,T,操作称为灰度级变换函数（也叫做强度映射），形式为：,s,=,T,(,r,),基本灰度变换,灰度函数的三种基本类型：,线性的,(,正比或反比,),对数的,(,对数和反对数的,),幂次的,(n,次幂和,n,次方根变换,),图像反转,s=L-1-r,对数变换,s=clog(1+r),幂次变换,s=cr,输入灰度级,r,n,次方根,正比,反对数,反比,对数,n,次幂,输出灰度级,反转变换,反转变换的表达式 灰度级范围为,0,L-1,适于处理,增强嵌入于图像暗色区域的白色或灰色细节,特别是当黑色面积占主导地位时,.,原始数字乳房照片与反转变换得到的反转图像,对数变换,有时原图的,动态范围,太大，超出某些设备的允许动态范围，如果直接使用原图，则一部分细节可能丢失。,解决这种情况的办法就是对原图进行灰度压缩，如对数变换,对数变换的表达式：,s=clog(1+r) c,是常数，,r 0,使一,窄带低灰度,输入图像,映射为一宽带,输出值,.,对数变换可以用于,扩展图像中的暗像素,.,对数变换,傅里叶频谱与应用对数变换（,c=1,）的图像,幂次变换,幂次变换的基本形式为：,s=cr,(c,0),幂次曲线中的,值决定了是把输入,窄带暗值,映射到,宽带,输出值还是把输入,窄带亮值,映射到,宽带,输出,.,幂次变换的应用,(,伽马,),校正：,用于修正幂次响应现象的过程,几乎所有的,CRT,显示设备、摄像胶片、许多电子照相机的光电转换特性都是非线性的。所以，如果不进行,校正处理,的话，将无法得到好的图像效果。,幂次变换的应用,校正的原理,即在显示之前通过幂次变换将图像进行修正。,例,3.1,用幂次变换,进行对比度增强,c=1,=,0.6,0.4,0.3,幂次变换的应用,c=1,=,3.0,4.0,5.0,分段线性变换函数,-,对比拉伸,其形式可以任意组合,有些重要的变换可以应用分段线性函数描述,.,对比拉伸,：扩展图像处理时灰度级的动态范围。,(a),变换函数的形式,(b),低对比度图像,(c),对比度拉伸的结果,(d),门限化的结果,(a),(b),(c),(d),分段线性变换函数,-,对比拉伸,图,c,为对比拉伸后的效果，设置（,r,1,s,1,)=(r,min,0),且,(r,2,s,2,)=(r,max,L-1),其中,r,min,r,max,代表图像中灰度级的最小值和最大值。因此，变换函数把灰度级由原范围线性地拉伸至饱和范围,0,L-1,分段线性变换函数,-,灰度切割,灰度切割,：,提高特定灰度范围的亮度,(a),(b),(c),(d),特点：突出目标的轮廓，消除背景细节,特点：突出目标的轮廓，保留背景细节,(a),加亮,A,B,范围,其他,灰度减小为一恒定值,(b),加亮,A,B,范围,其他,灰度级不变,(c),原图像,(d),使用,(a),变换的结果,分段线性变换函数,-,位图切割,位图切割,：,把数字图像分解成为位平面，（,每一个位平面可以处理为一幅二值图像）,对于分析每一位在图像中的相对重要性是有用的。（高阶位如前,4,位包含视觉上很重要的大多数数据；其它位对图像中的更多微小细节有作用）,8,比特图像的位平面表示,分段线性变换函数,-,灰度切割,例如每个象素点的灰度值用,8bit,表示，假如某像素点的灰度值为,00100010,分解处理 如下,:,这样这个位置的像素，就分解成了,8,部分，各部分的值转成十进制就是该点在该位平面上的灰度值。,分段线性变换函数,-,灰度切割,位图切,割,右下角的数字标识了位平面,谢谢观赏！,