数字图像处理：Ch3 灰度变换与空间滤波-3

1、Ch3 灰度变换与空间滤波本章学习目标： 掌握基于灰度变换与空间滤波实现图像增强的方法。3.1 背景知识 3.2 基本灰度变换函数3.3 直方图处理 (继续)3.4 空间域滤波基础3.5 平滑空间滤波器3.6 锐化空间滤波器空间滤波灰度直方图的基本概念直方图均衡直方图匹配（规定化）局部直方图处理在图像增强中使用直方图统计3.3 直方图处理复习直方图画出以下图像局部的量化级数分别为2、4的直方图1234223433344444复习直方图连连看abc123复习直方图均衡什么是直方图均衡？（判断以下说法对错） 直方图均衡化是指通过灰度变换函数改变像素坐标，使变换后的图像的像素值占有更多的灰度级并且分

2、布均匀，从而得到一幅灰度级丰富且动态范围大的图像（即高对比度图像）。rs复习直方图均衡什么是直方图均衡？（判断以下说法对错） 直方图均衡化是指通过灰度变换函数改变像素坐标，使变换后的图像的像素值占有更多的灰度级并且分布均匀，从而得到一幅灰度级丰富且动态范围大的图像（即高对比度图像）。rs改变像素灰度值复习直方图均衡直方图均衡所用的灰度变换函数是？（1）计算输入图像的归一化直方图。一幅图像中灰度级rk 出现的概率可近似为： 式中：L是灰度级的总数目，nk是图像中灰度级为rk的像素的个数，n是图像中像素总数。k=0,1,L-1复习直方图均衡直方图均衡化过程（给定输入图像）9（2）通过灰度变换函数计

3、算原灰度值对应的新灰度值：（3）对上式变换后的sk取整。 这样，就完成了由输入图像灰度级到输出图像灰度级的映射变换，建立查找表。03480 1 2 3 4 5 252 253 254 255 （sk取整）（4）对输入图像中任一像素（x,y）,如果其灰度值为：通过查找表得到输出图像对应像素点（x,y）的灰度值： （sk取整）灰度直方图的基本概念直方图均衡直方图匹配（规定化）局部直方图处理在图像增强中使用直方图统计3.3 直方图处理12直方图匹配（规定化）回忆：相比使用基本的灰度变换函数增强图像的方法，直方图均衡化的优点：然而，并不总是需要具有均匀直方图的图像。有时希望处理后的输出图像具有指定的灰

4、度直方图形状，以便能对图像中某种灰度级加以增强，即有选择性的增强某个灰度值范围内的对比度。能自动地确定变换函数，产生有近似均匀的直方图的输出图像。直方图均衡化课本图3.23课本图3.24(a)(b)(a)(b)(c)课本图3.25(a)(c)(b)(d)这种使处理后的图像具有指定灰度直方图的增强方法，叫做直方图匹配或直方图规定化。连续随机变量r 和 z 分别代表原始图像和输出图像的灰度级，pr(r) 是原始图像灰度分布的概率密度函数， pz(z) 是希望得到的输出图像的灰度概率密度函数（指定灰度直方图），如何建立pr(r)和pz(z)之间的联系是直方图规定化处理的关键。直方图匹配（规定化）An

5、y Idea？借助直方图均衡化zrPr(r)Pz(z)直方图匹配增强处理的步骤(给定待调整图像)计算原始图像的直方图pr(rk) ;对输入图象直方图均衡化，建立输入图像每一灰度级rk与sk的映射关系rk sk对规定直方图pz (z) 作均衡化处理，计算zq 函数G的值对应关系选择最接近 sk的G的值，建立sk G的值关系，如果有多个G的值，选择最小的;根据rk sk，zq G的值， sk G的值找到rk zq。16 灰度直方图匹配实现实例：P807900.1910230.258500.216560.163290.082450.061220.03810.020.000.000.000.150.2

6、00.300.200.15pr（r）规定的直方图调整后的图像及其直方图调整前的图像及其直方图rz pr(r)pz(z)Matlab IPT函数:histeq(I,newhist)直方图匹配处理灰度直方图的基本概念直方图均衡直方图匹配（规定化）局部直方图处理在图像增强中使用直方图统计3.3 直方图处理19全局与局部直方图均衡效果示例课本图3.26原图全局直方图均衡化局部直方图均衡化灰度直方图的基本概念直方图均衡直方图匹配（规定化）局部直方图处理在图像增强中使用直方图统计3.3 直方图处理基于直方图统计学的图像增强r：灰度级，0, L-1p(ri) : 归一化的直方图值图像均值：反应图像平均灰度级

7、数图像方差：图像平均对比度基于直方图的图像均值、方差定义：pr（r）（课本例3.11）基于所有像素值计算的图像均值、方差局部均值和方差：(x, y) :像素坐标Sxy : 以 (x, y)为中心的指定大小的邻域rs,t：像素(s, t)的灰度级， p(rs,t )是该像素的灰度级概率暗色低对比度但单色增强局部：增强暗色区域，保持亮区域尽量不变。23基于直方图统计学的图像增强示例课本图3.27本讲作业选做题作业编号：CH3-4描述：编程实现通过直方图匹配，增强输入图像的算法。目标直方图为另外一张图像的直方图。核心算法不能使用一句话代码。作业提交时间：布置作业后三周之内提交ppt。李 曈 12073235张海洋 12073202本讲作业选做题作业编号：CH3-5描述：编程实现手绘直方图的离散量化，