第4章圖像增強(qiáng)4.1概述圖像增強(qiáng)是對成像設(shè)備采集到的圖像進(jìn)行一系列的加工處理,提高圖像的整體效果或是局部細(xì)節(jié)，改善圖像的質(zhì)量，使其更符合人眼視覺特性的圖像處理技術(shù)。圖像增強(qiáng)在遙感衛(wèi)星成像領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域、影視攝影等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。本章將從空間域增強(qiáng)和頻率域增強(qiáng)兩個方面，分別介紹圖像增強(qiáng)的方法和實(shí)現(xiàn)過程。在空間域增強(qiáng)中，針對像素點(diǎn)增強(qiáng)，重點(diǎn)介紹灰度變換增強(qiáng)和直方圖修正增強(qiáng)方法，針對區(qū)域增強(qiáng)，介紹線性平滑濾波增強(qiáng)和非線性平滑濾波增強(qiáng)兩大類方法。在頻率域增強(qiáng)中，重點(diǎn)介紹同態(tài)濾波增強(qiáng)方法。4.1.1圖像的特點(diǎn)圖像增強(qiáng)的目的是將圖像轉(zhuǎn)換成更適合人眼觀察和機(jī)器分析、識別的形式，以便從中獲得更有用的信息。圖像增強(qiáng)算法針對性強(qiáng)，并不存在通用的增強(qiáng)算法。實(shí)際應(yīng)用時，需要根據(jù)所處理的對象、待解決的問題以及最終要達(dá)到的效果等情況，選擇合適的圖像增強(qiáng)算法，并做適當(dāng)?shù)膬?yōu)化。圖像增強(qiáng)的效果主要依賴觀察者的主觀評價。圖像增強(qiáng)與受關(guān)注物體的特性、觀察者的感受和初衷都密切相關(guān)，很難對增強(qiáng)結(jié)果加以定量描述。圖像增強(qiáng)不增加圖像的信息內(nèi)容，不分析圖像降質(zhì)的原因。增強(qiáng)處理后的圖像不一定逼近原始圖像，但是增加了特定特征的動態(tài)范圍，有助于圖像的顯示、觀察或進(jìn)一步分析與處理。4.1.2圖像增強(qiáng)技術(shù)的分類根據(jù)增強(qiáng)處理過程所在的空間不同，圖像增強(qiáng)技術(shù)可分為空域增強(qiáng)和頻域增強(qiáng)兩大類。在每一大類方法中又包含具體的實(shí)現(xiàn)算法，按照知識之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，圖像增強(qiáng)技術(shù)的知識結(jié)構(gòu)分類大體如圖4.1.2所示。4.2圖像素點(diǎn)增強(qiáng)4.2.1直方圖均衡化像素點(diǎn)增強(qiáng)就是通過簡單和有效的點(diǎn)運(yùn)算，來改善圖像的顯示效果，達(dá)到圖像增強(qiáng)的目的。圖像中的像素點(diǎn)增強(qiáng)主要包括圖像的灰度變換增強(qiáng)和直方圖修正增強(qiáng)。

4.2.1灰度變換增強(qiáng)1．圖像的線性變換增強(qiáng)1．圖像水平鏡像

4.2.1灰度變換增強(qiáng)2．圖像的分段線性變換增強(qiáng)1．圖像水平鏡像

4.2.1灰度變換增強(qiáng)3．圖像的非線性變換增強(qiáng)1．圖像水平鏡像

4.3區(qū)域增強(qiáng)4.3.1線性平滑濾波增強(qiáng)所謂區(qū)域增強(qiáng)，是指增強(qiáng)運(yùn)算在原始圖像的一個小窗口內(nèi)進(jìn)行而非單個像素上。下面介紹區(qū)域增強(qiáng)中典型的線性平滑濾波增強(qiáng)和非線性平滑濾波增強(qiáng)。

4.3.2非線性平滑濾波增強(qiáng)椒鹽噪聲中值濾波1．圖像水平鏡像

4.4同態(tài)濾波增強(qiáng)同態(tài)濾波增強(qiáng)是一種在頻域中可同時進(jìn)行圖像對比度增強(qiáng)和亮度范圍壓縮的圖像增強(qiáng)方法。同態(tài)濾波利用其自身的特點(diǎn)把頻域?yàn)V波和灰度變換結(jié)合起來，先利用非線性的對數(shù)變換將