数字图像处理

4.4.2非锐化滤波和高增滤波

非锐化滤波，也称为非锐化掩模(UnsharpMasking)，是指从原始图像中减去原始图像的一个非锐化的或者说是平滑的图像，从而达到增强边缘等细节的目的，用公式表示如下：

g(x，y)=f(x，y)-fs(x，y) (4-33)

式中：f(x，y)表示输入图像；fs(x，y)表示由输入图像得到的平滑图像；g(x，y)为非锐化掩模后的输出图像。图像平滑的实质是一种低通滤波，从原始图像中减去它的一个平滑图像，就相当于除去了低频成分，保留了高频成分，从而产生一个高通图像。

如果原始图像与高通图像相加，则可以在保持原始图像概貌的同时突出边缘等细节。更一般的形式是，将原始图像乘以一个比例系数A，高通图像也乘以一个比例系数K，两者相加得到一个增强图像，就称该过程为高增滤波(HighboostFiltering)。高增滤波公式如下：(4-34)式中：fhb(x，y)表示高增滤波后的输出图像；g(x，y)是输入图像f(x，y)的一个高通图像，也可以是前面的非锐化掩模结果。A和K是两个比例系数，A≥0，0≤K≤1。K在0.2到0.7之间取值时，高增滤波效果较为理想。当A足够大时，图像锐化作用相对被减弱，使得输出图像与输入图像的常数倍接近。图4-17是当A=1、K=1时，常用的拉普拉斯高增滤波模板。图4-17常用的拉普拉斯高增滤波模板(a)(b)(c)原始图像Laplace算子Laplace增强算子

图4-18(b)是对图(a)使用图4-16(b)所示拉普拉斯模板的运算结果，图(c)是将原始图像与拉普拉斯模板相加的结果，也就是使用图4-17(b)所示模板与原始图像的卷积结果。图(d)是原始图像的1.6倍减去用半径为2的高斯模板对图(a)的平滑结果的0.6倍的结果。由图可见，高增滤波在增强边缘的同时也增强了噪声点，而增强之前先进行平滑则能得到更好的效果。4.5伪彩色处理

为什么需要伪彩色图像处理?

色彩中含有很多信息，使从一个场景中识别和抽取目标变得简易些。

人眼对色彩敏感：可以辨别上千种颜色和强度，只能辨别二十几种灰度。

什么叫伪彩色图像处理?

根据一定的准则将每个灰度级匹配到彩色空间，将灰度图像映射为彩色图像的处理。CT图片

伪彩色映射结果

4.籍5.字1灰度活分层拜法灰度恭分层薪法，踩也叫割密度吨分割星，是喉伪彩终色处彼理中靠最简龟单的乡丰一种作。它叔用一躲系列平行鬼于xy平面此的切替割平出面(可看举做是胶阈值)把灰猛度图旷像的侦亮度括函数分割还为一湾系列级灰度定区间，对欣不同期的区胖间分配四不同屿的颜杂色。设灰室度图宪像f(x，y)的灰芬度范旺围为棵［0，L-奶1］，伪令l0=葱0，lm+1释=L，用m个灰航度阈叠值l1，l2，…，lm把该集灰度欢范围损分割板为m+1个小伟区间盆，不值同的近区间急映射泡为不竹同的业彩色ci，即经过悦这种薄映射雾后，芦一幅像灰度吗图像f(x，y)就被略映射岸为具柿有m+1种颜变色的博伪彩舒色图斯像g(x，y)。灰鸣度分浅层法蔑伪彩崖色处揉理的瞧优点德是简拴单易愉行，假便于屋用软葛件或匆硬件菌实现调。(4邪-3阁5)4.牛5.剧2灰度哄变换任法灰度掉变换献法伪登彩色杠处理偏更为圣灵活喷，可高以将灰谁度图剪像变井为具陵有多乌种颜逆色渐罗变的算彩色勿图像。其席变换堪过程(如图4-望19辰(a映)所示)如下窜：行将老原图驾像像丧素的美灰度域值送庄入具有局不同庸变换颗特性盯的红企、绿博、蓝乌三个垫变换递器进场行灰舒度变国换，再饭将三熟个变幕换结振果作捎为三宪基色线合成奸为彩宇色，朵如分窑别送脑到彩馅色显晓像管伟的红朋、绿多、蓝投电子逼枪合图成某短种彩稳色。壤可见捎，只要肝设计性好三轮个变额换器，就攻可以勉把不把同的躁灰度孟级变服换为源不同驻的彩盘色。图4-糖19灰度铸变换玩法伪枣彩色神处理弹示意漫图图4-旨19寄(b瘦)是常质用的拴一种弊变换同函数杯。由番图可赶见，丙若f(x，y)寻=0，则IB(x，y)=L，IR(x，y)=IG(x，y)=没0，从转而显床示蓝盾色。兔同样本，若f(x，y)=L/2，则IG(x，y)=L，IR(x，y)=IB(x，y)碑=0，从肥而显蚕示绿首色。荐若f(x，y)=L，则IR(x，y)=L，IB(x，y)联=IG(x，y)=英0，从仗而显胶示红枕色。廉其特淘点在浆于变烈换后暂的伪孙彩色绒图像镰更具愚有一掌定的侮物理遍意义摧，符底合人咸眼对爸冷暖算色调鉴的感靠受，政因为亦红色润对应悉暖色答调，啊蓝色予对应粒冷色苗调。厦例如萌，若野灰度够图像仙表示耳的是赠一温锦度场维，灰塔度级宴的高扯低代虽表温丑度的猾高低痕，利田用该卸变换返函数像映射嫌之后色，高沙温偏提红，过低温军偏蓝份。另一释种常授用的犁变换陪函数采就是序用取辫绝对患值的妥正弦兴函数态，其居特点斧是在担峰值念处比斥较平巴缓而序在低爬谷处抗比较谊尖锐嗽。通披过变道换每鹊个正誉弦波蹲的相乓位和挤频率住就可楼以改俩变相吐应灰置度值浴所对椅应的笋彩色错，使淋得不应同灰饱度值疯范围搂的像扭素得培到不案同的种伪彩倘色增投强。4.屑5.巩3频域廉滤波洗法况频域暴滤波耳法是兄一种铸在频缠率域色进行兽伪彩出色处龟理的训技术妥，其输出兄色彩读与图您像的选空间翠频率铜有关，目乌的是艰为感锐兴趣羞的频矩率成挽分分片配特谨定的陡颜色轧。其丸过程当如图4-甜20所示症，先贺对灰殊度图仙像进堵行快校速傅京立叶疼变换(F迟FT泼)，再笔分别冻送入矮三个充不同不的频蚀率滤练波器(可以毫是低枕通、曲高通虾和带胁通滤疾波器)，滤号掉不护同的错频率坐成分紫之后还作快渐速傅粉立叶馋逆变乏换(F域FT霜-1壁)，还致可以执对其属进一捞步处程理，炉如直剥方图受均衡族化，工最后托把它碗们作盖为三份基色秘合成唉为彩绣色。秘例如懂，为咏了突要出图独像中胁的高奶频成帐分，续欲将傲其变鸭为红漫色，年可以回将红夏色通织道滤挤波器明设计大成高广通特鲜性。图4-肠20频域公滤波支法伪屯彩色堵处理补充浇：图挎像质叼量（山层次猎、对科比度馋、清滚晰度青）层次表示趟灰度党级的双数量对比口度是指脱一幅稻图象乓中灰务度反骂差的屈大小智对袄比度=最大微亮度/最小革亮度与清晰妻度相关有的主达要因希素昆亮暂度懒对雁比度警主题喇内容惧的大准小趁细候微层杨次悔颜摸色饱飞和度与清晰接度相关啦的主类要因闹素己亮嘴度故对匙比度卖主题碍内容留的大秧小碗细伯微层旁次列颜词色饱荣和度习谨题1.已知蜜一幅64此×6滨4的3比特同的数切字图玻像，倍各个著灰度栏级出壶现的复频数粉如表(a笑)所示萝。要挑求对帅其进亦行直秘方图礼变换匙，使间变换吩后的并灰度怨级分栽布如痕表(b执)所示洒，画劲出变办换前和后的腰直方详图并该比较弟。表(a）表(b）2.试对指题1的图卡像进形行直胜方图理均匀妹化处亩理，阁要求抚原来葬在同圈一灰麦度级修中的饿像点哭均匀仓化后男仍在帮同一水灰度办级中趋，并族画出劝均匀亮化后污的图傻像和驳它的鲜直方欣图。3.有一嚼幅图昼像如绢表(c棍)所示伟，由喝于干沃扰，舱在接抹收时碧图中骑有若茎干个免亮点(灰度餐为25饭5)，试汉问此孕类图从像如滥何处称理，俊并画协出处礼理后猛的图略像。表(c贷)4.用3×寻3B揪ox模板仅对图谣像进妄行邻圈域均闭值平丽滑，仔经过m次迭狂代后苹，相企当于及用多瓦大的Bo斥x模板览对原熊始图展像进塔行邻室域均圾值平沙滑？5.比较丝式均值已滤波摊和中打值滤委波的糠优缺勿点。6.针对木模板恐中心免在图腾像中抄同一钟行移睬动时丢，每舅次只环更新烟两列送数据役的现抖象，教设计销一种超快速钩更新闲中值饰的方糟法，裤并编断写快创速中身值滤淋波算妙法。7.给出纠一组鸡灰度鹅变换汽函数充，使腾其能禾够提秧取灰闪度图条像的8个位馋平面程。8.为什久么一误般情赖况下殊对离相散图小像的异直方者图均腐衡化览并不失能产汗生完挤全平沫坦的夫直方暴图？9.已知择一幅员图像贱已经胁进行搅过直快方图根均衡第化处环理，局试问葵再次顺对