图像处理基本概念计算公式

1亮度处理—图像整体变亮或变暗实现方法：加大或减小每个像素的三基色值计算式：V=V'*(1+d)V—调整后颜色值V'—原颜色值d—亮度调整系数，-1<=d<=12.对比度处理—图像亮处更亮暗处更暗实现方法：以亮度的中间值为基准，加大较大的颜色值，减小较小的颜色值中间值的取法：ⅰ固定取127；ⅱ取所有像素点各基色的平均值计算公式：V=127+(V'-127)*(1+d)V—调整后颜色值V'—原颜色值d—对比度调整系数，-1<=d<=13.色阶处理将给定的输入范围映射到给定的输出范围，输出范围一般默认为[0,255]公式：d1——输入范围的下界值d2——输入范围的上界值4.图像平滑目的：消除图像中的噪声噪声即叠加在图像上的正负随机亮度值均值平滑：取本身及周围9个像素点的颜色平均值中值平滑：取本身及周围9个像素点的颜色中间值5.水平一阶微分法求各像素点与左侧像素点颜色值的绝对值得到边缘强度值，以各点的边缘强度值为灰度形成一幅边缘检测结果灰度图像。6.垂直一阶微分法像素点与上边像素点颜色差值的绝对值7.双向一阶微分法水平、垂直分别求边缘值，取最大者8.锐化-即加大边缘处的颜色差异9.双向一阶微分锐化对每个像素点的每种基色值，分别求与左侧和上侧点的差值，将两者均值叠加到当前值上。10.镜像（垂直翻转、水平翻转）围绕图像中心点，像素进行左右置换或上下置换。垂直翻转可逐行进行，水平翻转函数要逐行逐点进行处理。11.缩小缩小：图像画面面积减小，像素减少，图像等比例缩小裁剪：图像画面面积减小，像素减少，但图像不变，只是局部处于画面中，多出部分丢弃宽度与高度方向的缩小比例可以不同实现方法：抽点发—采样法12.放大图像放大：图像画面增大，像素增多，图像等比例放大画布放大：图像画面增大，图像不变，图像周围为空白画面实现方法：插值法—线性插值、二次插值、三次插值采样法放大采样法的处理程序与缩小采样法程序完全相同双向线性插值方法例子：设dw=biWidth/dWidth=0.7，dh=0.7则新图像中的点（6，8）对应于原图像中的位置为（4.2，5.6）当采用采样法时，将取离该位置最近的点（4，6）填入新图像的（6，8）点。当采用双向线性插值时，则取该位置周围的四个点，插值计算该点的值。如下图：则有：V12＝V1*(1－0.6)＋V2*0.6 V34＝V3*(1－0.6)＋V4*0.6 V＝V12*(1－0.2)＋V34*0.2 ＝V1*(1－0.6)*(1－0.2)＋V2*0.6*(1－0.2)＋V3*(1－0.6)*0.2＋V4*0.6*0.2 ＝V1*0.32＋V2*0.48＋V3*0.08＋V4*0.1213.饱和度处理—图像颜色更加鲜艳或暗淡定义：在三基色模型中，颜色是灰度和纯彩色的叠加，即颜色=灰色+纯彩色如：（240,150,60）=（60,60,60）+（180,90,0）纯彩色：由任意两种基色合成的颜色颜色的鲜艳程度决定纯彩色所占的比例，定义为饱和度，用“S”表示S=（MaxV-MinV）/MaxVMaxV=max(R,G,B)MinV=min(R,G,B)如：（240,150,60）MaxV=240，MinV=60S=（240-60）/240=0.75=75%实现方法：设d为饱和度调整比例系数S=S'*(1+d),0<=S<=1则调整后的基色值应满足：(MaxV-MinV)/MaxV=S按此公式，存在多种调整方式。因而还需确定其他原则亮度保持不变：MaxV+MidV+MinV=MaxV'+MidV'+MinV'=B纯彩色的基色比例保持不变，即色调不变(MidV-MinV)/(MaxV-MinV)=(MidV'-MinV')/(MaxV'-MinV')=H加上这两个条件后，即构成三个方程，可唯一确定出处理后的各基色值算式推导：已知：处理前的三基色值V1'，V2'，V3'；饱和度调整比例为d，有V1'>=V2'>=V3'求：处理后的三基色值V1,V2,V3（用B,S,H表示）可得：S'=(V1'-V3')/V1'S=S'*(1+d),0<=S<=1B=V1'+V2'+V3'H=(V2'-V3')/(V1'-V3')则处理后的三基色值应满足如下方程：(V1-V3)/V1=SV1+V2+V3=B(V2-V3)/(V1-V3)=H且0<=V1,V2,V3<=255可推导得：,0<=V1<=255V3=(1-S)V1V2=V3+H(V1-V3)14.色调处理色调的定义及计算公式色调是对纯彩色中基色比例的描述色调的取值范围为[0,360]取值方式如下图：计算公式：若H<0,则H=H+360例：(240,150,60)其中纯彩色为(180,90,0)又：(180,90,0)=(90,0,0)+(90,90,0)所以处于红色与黄色之间H=60*(150-60)/(240-60)=30色调的调整设色调的偏移系数为d，则调整后的色调为：H=H'+d若H<0，则H=H+360若H>360，则H=H-360调整原则：最大基色值及最小基色值保持不变，即饱和度不变。调整性质：只需求中间值，但最大值、最小值、中间值所对应的基色值可能发生变化。基本方法：首先求中间值，再进行基色的对应。中间值的计算公式：midV=(maxV-minV)*(60-abs(H%120-60))/60+minV15．旋转问题：将图像绕中心点旋转一定角度将图像中的每个像素点变换到新的位置旋转后图像所占的正矩形区域将扩大旋转计算公式以图像左下角为原点，逆时针旋转为正设某像素点相对于图像中心点的位置为（x，y），与中心点连线的长度为r，与x轴的夹角为，旋转角为，则旋转后的