图像的灰度变换

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1、图像的灰度变换,李强,灰度变换,灰度变换的目的是为了改善画质，使图像显示效果更加清晰。有选择地突出图像中感兴趣的特征或者抑制图像中某些不需要的特征，使图像与视觉响应特性相匹配。图像的点应算可以有效的改变图像的直方图分布，以提高图像的分辨率和图像的均衡,图像的点应算,从像素到像素的变换B(x,y)=fA(x,y)，f(D)称为灰度变换函数，它描述了输入灰度值和输出灰度值之间的转换关系。一旦灰度变换函数确定，该点应算就完全被确定下来了。,直接灰度变换,直接灰度变换属于所有图像增强技术中最简单的一类，最常用的方法有以下几种：图像求反对数变换灰度切割位图切割灰度的线性变换,图像求反,简单来说，图像求反

2、就是使图像中的黑变白，和使图像中的白变黑的处理。设灰度范围为（0，L-1）图像求反的变换公式：t=L-1-s这种方法尤其适用于增强嵌入图像的暗区域的白色和灰色细节,对数变换,在显示一些图像时，其动态范围远远超过显示设备上的显示能力。此时仅有图像中最亮部分可在显示设备上显示，而频谱中的低值将看不见，在这种情况下，所显示的图像相对于原图像就存在失真。要消除这种因动态范围太大而引起的失真。一种有效的方法是对原图像的动态范围进行压缩，最常用的借助对数形式对动态范围进行调整变换公式：t=clog(1+|s|)，c为比例常数，取值可以结合原图像的动态范围以及现实设备的显示能力来定。,图像的灰度切割,图像切

3、割的目的就是增强特定范围的对比度，用来突出图像中特定灰度范围的亮度方法很多，常用的方法有两种： (1)对感兴趣的灰度级以较大的灰度值表示， 而对另外的灰度级以较小的灰度值表示 (2)对感兴趣的灰度级以较大的灰度值表示， 其他的灰度级则保持不变,图像的位图切割,对一幅有多个位表示其灰度值的图像来说，其中的每个位可看作一个二值的平面，也称为位面。设图像中每一个像素由8位表示，也就是说图像有8个位面，一般用位面0表示最低位面，位面7表示最高位面，借助图像的位面表示形式，通过操作图像特定位面来达到对图像的增强效果。,灰度的线性变换,将图像中的所有点的灰度按照线性灰度变换函数进行变换，变换函数为：DB=

4、f(DA)=a*DA+b其中a为线性斜率，b为在y轴的截距， DA为输入图像的灰度值，DB为输出图像 的灰度,讨论下线性变换公式,当a1时，输出的图像的对比度增加当a1时，输出的图像的对比度就会减小当a=1，b0时，就会使所有的图像的灰度值上移或下移当a0，就会将图像的暗区域变亮，亮区域变暗当a=1，b=0，图像会保持不变当a=-1，b=225，图像正好反转,灰度直方图,灰度直方图是数字图像处理中一个最简单、最有用的的工具，它描述了一幅图像的灰度级内容。灰度直方图定义为灰度值的函数，描述的是图像中具有该灰度值的像素的个数，其横坐标表示像素的灰度级别，纵坐标是该灰度出现的频率。,直方图处理方法,

5、通常分两种：直方图均衡化：实质是减少图像的灰以换取对比度的扩大，它的结果是唯一的，就是根据灰度信息，自动增强整个图像的对比度，也就是说对比度扩大到什么程度是不受控制的，目的是通过点应算使输入图像转换为在每一灰度级上都有相同的像素点数的输出图像，即输出的直方图是平的；直方图规定化：相当于建立了一个灰度级别的固定模式，所有图像进入后，都会以同一种灰度直方图的状态显示出来。,灰度的阈值变换,灰度的阈值变换可以让一幅灰度图像转换成黑白二值图，它的操作过程是先由用户指定一个阈值，如果图像中某像素的灰度值小于该阈值，则该图像的灰度值设置为0，否则灰度值设置为225。灰度阈值变换的变换函数表达式如下： f(x)= 0 xT其中T为指定的阈值。阈值T就像个门槛，比它大就是白，比它小就是黑。该变换函数是阶跃函数，只需给出阈值点T即可，经过阈值处理后的图像变成了一幅黑白二值图，阈值处理是灰度图转二值图的一种常用方法。,