图像增强(二)

图像增强的优劣评估主要采用主观方法。一般包括以下几种图像增强方法:
  1. 对比度增强
      该方法按照一定规则逐点改变像素灰度,从而改变像素灰度范围,达到增强对比度的目的。若输入图像为f(x,y),输出图像为g(x,y),则对比度增强可以表示为:
      g(x,y)=T[f(x,y)]
      其中T[.]表示输出像素灰度和对应的输入像素灰度之间的映射关系。该映射关系有以下几种:
    1) 线形映射
       若原图像的灰度范围为[B1,E1],而期待的输出灰度范围为[B2,E2],则线形变换
       g(x,y) = [(E2-B2)/(E1-B1)]*[f(x,y)-B1]+B2;
       可以满足这一要求。
    2) 分段线形映射
    3) 非线形映射
       从原理上讲,T[.]可以为任何非线形数学函数,例如平方、指数、对数、幂等变换等,但通常我们使用的是对数变换或幂变换。
       g(x,y) = Clog[f(x,y)+1]
      式中C用于使变换后的像素灰度在合适的范围。常见的珈玛校正用的就是对数变换。
    4) 其它映射关系
       <1> 灰度切片
           即取出一小段灰度范围对其加以拉伸后进行观察。
       <2> 锯齿型变换
      
  2. 修正直方图增强
       直方图增强技术使用图像直方图作为图像增强的依据,使变换后的图像的直方图成为期望的形状。这种技术可以增加对比度并消除噪声。
    1) 直方图均衡
    2) 直方图规定化
       有两点要注意:其一,该方法要求函数的反函数,在离散的数字图像上比较容易处理。其二,定制合适的直方图比较困难。
  3. 平滑
    平滑技术用于消除图像中的噪声。可以在时域通过求邻域平均实现,也可以在频域通过低通滤波实现。
    1) 邻域平均
       该方法比较简单。这里提几点对该方法的改进以避免对图像信号本身的平滑(主要是减小边界信息的损失):
       <1> 门限法
           当像素灰度高出平均值某个值时才进行替代,否则保持其原始值不变。
       <2> 加权法
           即按照距离或其它因素对像素和其邻域赋予不同的权重。
       <3> 选择平均法
           即不必使用窗口内的所有像素点,而是有选择性的使用。比如最接近中心像素灰度的几个像素点,或与之灰度差小于方差的那些像素点。
       <4> 子窗统计法
           即将窗口内像素排序后分为两组:A和B,计算其灰度平均值,若两平均值之差过大,则该子窗包含边界,中心像素与A组的5点进行6点平均,否则应进行9点平均。

    另外还有一些非线形的邻域平均方法,例如几何均值和逆滤波均值法,但其计算量相对较大。

    2) 中值滤波
       中值滤波是滤除椒盐噪声的有效方法,但也会滤除细线和小的目标区域。实验表明,当出现的正负脉冲噪声概率超过20%时,使用中值滤波后可能产生比较严重的失真,此时应考虑改进的中值滤波算法——自适应中值滤波。
       自适应中值滤波的步骤如下:
       设A0为对像素点(i,j)进行中值滤波的工作窗口,f(i,j)为像素点(i,j)的灰度值,f_med为A0窗口中的中值,f_min,f_max分别为最大和最小值,A_max为允许的最大窗口。
       <1> 计算z1 = f_med - f_min,z2 = f_med - f_max;
       <2> 若z1 > 0和z2 < 0,则转到<3>;否则增大窗口A0尺寸,若A0<A_max,则重复<1>和<2>,否则输出f(i,j);
       <3> 计算g1 = f(i,j) - f_min, z2 = f(i,j) - f_max;
       <4> 若g1>0和g2<0,则输出f(i,j),否则输出f_med;
    在上述算法中,若f_min<f_med<f_max,则表明f_med不是噪声,转至<3>,然后判断f(i,j)是否是噪声,当f_med和f(i,j)均不为噪声时,优先输出f(i,j)。

    (3) 频域滤波
        主要在于对图像做FFT变换。

posted on 2009-03-05 09:43  HenryWen  阅读(163)  评论(0编辑  收藏  举报

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