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4 图像增强 ......................................................................................................1
4.1 空域变换增强 ....................................................................................1
4.1.1 增强对比度 ..............................................................................1
4.1.2 图像求反 ..................................................................................3
4.2 空域滤波增强 ....................................................................................5
4.2.1 基本原理 ..................................................................................5
4.2.2 线性平滑滤波器 ......................................................................6
4.2.3 非线性平滑滤波器 ..................................................................7
4.2.4 线性锐化滤波器 ......................................................................8
4.3 频域增强 ..........................................................................................10
4.3.1 基本原理 ................................................................................10
4.3.2 低通滤波 ................................................................................11
4.3.3 高通滤波 ................................................................................12
5 二值图像分析 ............................................................................................15
5.1 引言 ..................................................................................................15
5.2 二值形态学的基本运算 ..................................................................16
5.2.1 膨胀 ........................................................................................16
5.2.2 腐蚀 ........................................................................................17
5.3 二值分析进行图像处理综合应用 ..................................................18
5.3.1 噪声滤除 ................................................................................18
5.3.2 边界提取 ................................................................................20
1
4 图像增强
图像增强是一类基本的图像处理技术,其目的是对图像进行加工,
以得到对具体应用来说视觉效果更好、更有用的图像。这里的好和有用
要因具体的应用目的和要求而异,并且所需的具体增强技术也可不同。
目前常用的增强技术根据其处理所进行的空间不同,可分为基于图
像域的方法和基于变化域的方法。第一类,直接在图像所在的空间进行
处理,也就是在像素组成的空间里直接对像素进行操作;第二类,在图
像的变化域对图像进行间接处理。
空域增强方法可表示为:g(x,y)=EH[f(x,y)]
其中 f(x,y)和 g(x,y)分别为增强前后的图像,EH 代表增强
操作。
4.1 空域变换增强
4.1.1 增强对比度
增强对比度实际是增强原图像的各部分的反差。实际中往往是通过
原图中某两个灰度值之间的动态范围来实现的(如图 4-1)。
图 4-1 增强对比度
2
在图 4.1.1 中可以看出,通过变换可以使原图的较高的和较低的
灰度值的动态范围减小了,而原图在二者之间的动态范围增加了,从而
其范围的对比度增加了。
MATLAB 代码所示:
X1=imread('pout.tif');
figure,imshow(X1)
f0=0;g0=0;
f1=70;g1=30;
f2=180;g2=230;
f3=255;g3=255;
r1=(g1-g0)/(f1-f0);
b1=g0-r1*f0;
r2=(g2-g1)/(f2-f1);
b2=g1-r2*f1;
r3=(g3-g2)/(f3-f2);
b3=g2-r3*f2;
[m,n]=size(X1);
X2=double(X1);
for i=1:m
for j=1:n
f=X2(i,j);
g(i,j)=0;
if(f>=0)&(f<=f1)
g(i,j)=r1*f+b1;
elseif (f>=f1)&(f<=f2)
3
g(i,j)=r2*f+b2;
elseif (f>=f2)&(f<=f3)
g(i,j)=r3*f+b3;
end
end
end
figure,imshow(mat2gray(g))
图像处理图示(如图 4-2 和图 4-3)
图 4-2 原图 图 4-3 增强对比度所得图像
4.1.2 图像求反
对图像求反是将原来的灰度值翻转,简单的说就是使黑变白,使白
变黑。
普通的黑白底片和照片就是这样的关系。具体的变换就是将图像中
每个像素的灰度值根据变换曲线进行映射。
MATLAB 代码所示:
X1=imread('pout.tif');
4
f1=200;
g1=256;
k=g1/f1;
[m,n]=size(X1);
X2=double(X1);
for i=1:m
for j=1:n
f=X2(i,j);
g(i,j)=0;
if(f>=0)&(f<=f1)
g(i,j)=g1-k*f;
else
g(i,j)=0;
end
end
end
figure,imshow(mat2gray(g))
图像处理图如图 4-4 所示:
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