1、第4章 圖像的灰度變換,BIT,第2頁,第4章 圖像的灰度變換,第4章 圖像的灰度變換,4.1 灰度變換的基本方法 4.2 二值化和閾值處理 4.3 灰度的線性變換 4.4 灰度的非線性變換,第3頁,第4章 圖像的灰度變換,4.1 灰度變換的基本方法,背景 圖像質(zhì)量差：獲取圖像時光照不正常、噪聲影響及發(fā)生畸變 改善圖像質(zhì)量 圖像增強：不考慮圖像質(zhì)量下降的原因（方法包括灰度變換、平滑處理等） 圖像復(fù)原（恢復(fù)）：建立降質(zhì)模型，恢復(fù)原始圖像,暗圖像,亮圖像,低對比度圖像,高對比度圖像,第4頁,第4章 圖像的灰度變換,4.1 灰度變換的基本方法,灰度變換(gray-scale transformati

2、on, GST) 根據(jù)要求按一定關(guān)系逐點改變原圖像中每一個像素灰度值的方法 圖像增強中的空域處理技術(shù) 目的是改善圖像畫質(zhì) 表示方法 設(shè)原圖像像素的灰度值D = f(x, y)，處理后圖像像素的灰度值D=g(x, y)，D和D間的關(guān)系為 D= TD g(x, y)=Tf(x, y),第5頁,第4章 圖像的灰度變換,4.1 灰度變換的基本方法,灰度線性變換 若g(x, y)=T f(x, y)=af(x, y) + b 是一個線性或分段線性的單值函數(shù)，則由它確定的變換稱為灰度線性變換 如：圖像的灰度范圍較窄，圖像看起來比較模糊，造成目標圖像灰度值與背景灰度值接近。,第6頁,第4章 圖像的灰度變換,

3、4.1 灰度變換的基本方法,灰度的非線性變換 圖像的像素集中于中間灰度部分，而其它部分的像素很少?？梢詨嚎s像素少的部分，擴展像素集中的部分 直方圖均衡化處理等屬于非線性灰度變換,第7頁,第4章 圖像的灰度變換,第4章 圖像的灰度變換,4.1 灰度變換的基本方法 4.2 二值化和閾值處理 4.3 灰度的線性變換 4.4 灰度直方圖及均衡化處理,第8頁,第4章 圖像的灰度變換,4.2 二值化和閾值處理,非零元素取一法 方法：如果像素灰度值為零，則其灰度值不變；對于灰度值不為零的像素，灰度值變?yōu)?55。 非零元素取一法函數(shù)表達式,第9頁,第4章 圖像的灰度變換,4.2 二值化和閾值處理,固定閾值法

4、為灰度圖像設(shè)定一個閾值 T ，把灰度值小于給定閾值 T 的像素灰度置為0，大于 T 的像素灰度置為255 函數(shù)表達式,T=100,第10頁,第4章 圖像的灰度變換,4.2 二值化和閾值處理,MatLab函數(shù) I=imread(rice.tif); for i=1:256 for j=1:256 J(i,j)=0; if I(i,j)100 J(i,j)=255; end end end subplot(1,2,1),imshow(I); subplot(1,2,2),imshow(J);,或者使用 BW = im2bw(I,level) level : 0至1間取值。當像素的灰度值小于leve

5、l 時為黑（0），否則為白（1） 這里level取100/255.,第11頁,第4章 圖像的灰度變換,4.2 二值化和閾值處理,雙固定閾值法 預(yù)先為灰度圖像設(shè)定兩個閾值T1和T2，把灰度值小于給定閾值T1的像素灰度置為0；大于T1且小于T2的像素灰度置為255；大于T2的像素灰度置為0 函數(shù)表達式,第12頁,第4章 圖像的灰度變換,第4章 圖像的灰度變換,4.1 灰度變換的基本方法 4.2 二值化和閾值處理 4.3 灰度的線性變換 4.4 灰度直方圖及均衡化處理,第13頁,第4章 圖像的灰度變換,4.3 灰度的線性變換,背景 曝光不足或過度情況下，圖像灰度局限在很窄的范圍內(nèi)，圖像中的像素灰度沒

6、有層次 采用一個線性單值函數(shù)，對圖像內(nèi)的每一個像素灰度做線性擴展，提高灰度層次,第14頁,第4章 圖像的灰度變換,4.3 灰度的線性變換,1. 簡單線性變換 設(shè)原圖像 f(x, y)的灰度范圍為z1, z2，線性變換后圖像g (x, y)的灰度范圍為z1, z2。 那么g (x, y)和f(x, y)間的關(guān)系為： 如果|z2 - z1|大于|z2 - z1|，使得變換后像素的灰度差增大，對比度增大，圖像質(zhì)量得到增強。,第15頁,第4章 圖像的灰度變換,4.3 灰度的線性變換,灰度變換方程 當a1，輸出圖像的對比度增大 當a0時，原圖像的暗區(qū)域變亮，亮區(qū)域變暗,第16頁,第4章 圖像的灰度變換,4.3 灰度的線性變換,MatLab函數(shù) J = imadjust (I, low_in high_in , low_out high_out) 例： I = imread(pout.tif); J = imadjust(I,0.3 0.7,); imshow(I), figure, imshow(J) K = imadjust(I,0.0 1,0.3 0.7); figure, imshow(K),I,J,K,第17頁,第4章 圖像的灰度變換,4.3 灰度的線性變換,（2）窗口灰度變換 保留灰度級在 L, U 間的值，將大于 U 的灰