医学图像处理技术：第四章 空间域图像增强.ppt

医学图像处理技术第四章空间域图像增强 医学图像处理技术第四章空间域图像增强是指通过对图像进行处理，使得图像对某种特定的应用更加适合的技术。图像增强的目的不是增强原始图像的信息，而是增强对某种信息的辨别能力，但可能损失某些信息。图像增强技术可以分为空间域增强和频率域增强两大类。 空间域增强是指直接作用于图像像素的增强方法，直接对像素的灰度级进行修改从而达到增强的目的。空间域处理可以由下式来定义：g(x,y)=T[f(x,y)]，其中T表示对原始图像f(x,y)的一种操作（算子），可以作用于单一的像素，也可以作用于像素的邻域，甚至可作用于整幅图像。 图像增强操作T可以分为点操作和邻域操作两种。点操作是指输出图像在某坐标点的灰度级仅依赖于原始图像在该点的值，点操作的主要功能就是对原始图像进行灰度变换（有时也成为灰度拉伸或灰度映射）。邻域操作是指利用点（x,y）事先定义的邻域里的灰度级函数来决定g(x,y)的值。 灰度变换（映射）是图像增强技术中的一种重要方法。灰度变换的原理是根据原始图像中每个像素的灰度级，按照某种映射规则，将其转换为另一个灰度级。灰度映射的关键是根据增强要求设计映射规则，或称为变换函数（映射函数）。常用的三种类型的变换函数是线性（正比的，反比的）、对数（对数、指数）和幂次（n次幂、n次方根）。 图像反转是一种特殊的灰度变换，灰度级范围为[0,L-1]的图像反转变换函数为s=L-1-r。适用于增强图像嵌入于暗色区域的白色细节。 对数变换是一种非线性变换，适用于将窄带低灰度输入图像值映射为宽带输出值。对数变换的一般表达式为s=log(r)+c。 幂次变换是一种非线性变换，适用于图像获取、打印和显示的各种装置根据幂次规律进行响应。幂次变换的基本形式为s=cr^γ，γ>1时，窄带亮值映射为宽带输出，图像整体变暗；γ<1时，窄带暗值映射为宽带输出，图像整体变亮；c=γ=1时，正比变换。 分段线性变换是一种特殊的灰度变换，适用于提高图像灰度级的动态范围。灰度切割是一种非线性变换，适用于提高图像中特定灰度范围的亮度。 直方图是图像的一种统计表达，灰度级为[0,L-1]范围内的数字图像的直方图是离散函数。直方图可以提供有用的图像统计资料，在其他一些图像处理应用中也是经常用到的，如图像压缩和分割。直方图处理可以分为直方图均衡和直方图匹配两种。 直方图均衡是一种图像增强技术，主要用于增强动态范围偏小的图像的反差，提高图像的对比度。其本质就是寻求一种变换，使得变换后的图像具有均匀的灰度概率分布。