第3章 空间域图像增强

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图像处理与检测应用第3章 空间域图像增强

湖南大学 电气与信息工程学院 郭斯羽 syguo75@http://www.77cn.com.cn

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图像增强的目的是处理图像以使其更适合于特定 应用。 图像增强的方法可分为两大类：空间域方法和频 域方法。空间域指图像平面自身，此类方法通过 对图像像素的直接处理来完成；频域方法则是通 过对图像经傅里叶变换后得到的频域数据进行处 理来进行。 现在尚无通用的图像增强理论。

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背景知识

空间域方法是对图像像素直接操作的过程，可一 般性地用下式来表示： g(x,y) = T[f(x,y)] 其中f(x,y)为输入图像，g(x,y)是处理后的图像，T 是对f的一种操作，定义在(x,y)的邻域。另外，T还 能够对图像集进行操作。

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定义一个点(x,y)的邻域，主要方法是利用中心在 (x,y)点的正方形或矩形子图像。也存在其他形状或 参考点位置的邻域，如圆形邻域等。

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T操作最简单的形式是对1×1的邻域即单个像素进 行处理，此时，结果图像g在每一点(x,y)处的值仅 仅依赖于输入图像f在该点的值，也就是通过T操作 将(x,y)处的灰度由f(x,y)变为g(x,y)。这时的T操作又 称为灰度级变换函数 s = T(r)

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在极端的情况下，T的结果仅为二值的，即亮(白 )或暗(黑)。这种形式的T称为阈值函数，而利 用阈值函数进行图像灰度变换的过程称为图像的 阈值化或二值化。

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更大的邻域可以提供更为灵活的像素处理手段。 通常利用(x,y)事先定义的邻域中的一个f值的函数 来决定g在(x,y)处的值。这一函数通常利用模板 (或称滤波器、核、掩膜或窗口)来完成。模板 是一个小的二维阵列，其中的系数值确定了处理 的性质。以此为基础的增强通常指模板处理或滤 波。0 1 0 1 -4 1 0 1 0

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若干基本灰度变换

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图像反转s = L-1-r

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对数变换s = clog(1+r)

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幂次变换s = crg

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分段线性变换函数

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