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1、第4章 图像的灰度变换,BIT,第2页,第4章 图像的灰度变换,第4章 图像的灰度变换,4.1灰度变换的基本方法4.2二值化和阈值处理4.3 灰度的线性变换4.4灰度的非线性变换,第3页,第4章 图像的灰度变换,4.1灰度变换的基本方法,背景图像质量差：获取图像时光照不正常、噪声影响及发生畸变改善图像质量 图像增强：不考虑图像质量下降的原因（方法包括灰度变换、平滑处理等）图像复原（恢复）：建立降质模型，恢复原始图像,暗图像,亮图像,低对比度图像,高对比度图像,第4页,第4章 图像的灰度变换,4.1灰度变换的基本方法,灰度变换(gray-scale transformation,GST)根据要求
2、按一定关系逐点改变原图像中每一个像素灰度值的方法图像增强中的空域处理技术目的是改善图像画质表示方法设原图像像素的灰度值D=f(x,y)，处理后图像像素的灰度值D=g(x,y)，D和D间的关系为 D=TD g(x,y)=Tf(x,y),第5页,第4章 图像的灰度变换,4.1灰度变换的基本方法,灰度线性变换若g(x,y)=T f(x,y)=af(x,y)+b 是一个线性或分段线性的单值函数，则由它确定的变换称为灰度线性变换如：图像的灰度范围较窄，图像看起来比较模糊，造成目标图像灰度值与背景灰度值接近。,第6页,第4章 图像的灰度变换,4.1灰度变换的基本方法,灰度的非线性变换图像的像素集中于中间灰
3、度部分，而其它部分的像素很少。可以压缩像素少的部分，扩展像素集中的部分直方图均衡化处理等属于非线性灰度变换,第7页,第4章 图像的灰度变换,第4章 图像的灰度变换,4.1灰度变换的基本方法4.2二值化和阈值处理4.3 灰度的线性变换4.4 灰度直方图及均衡化处理,第8页,第4章 图像的灰度变换,4.2二值化和阈值处理,非零元素取一法方法：如果像素灰度值为零，则其灰度值不变；对于灰度值不为零的像素，灰度值变为255。非零元素取一法函数表达式,第9页,第4章 图像的灰度变换,4.2二值化和阈值处理,固定阈值法为灰度图像设定一个阈值 T，把灰度值小于给定阈值 T 的像素灰度置为0，大于 T 的像素灰
4、度置为255函数表达式,T=100,第10页,第4章 图像的灰度变换,4.2二值化和阈值处理,MatLab函数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 endendsubplot(1,2,1),imshow(I);subplot(1,2,2),imshow(J);,或者使用 BW=im2bw(I,level)level:0至1间取值。当像素的灰度值小于level 时为黑（0），否则为白（1）这里level取100/255.,第11页,第4章 图像的灰度变换,4.2二值化和阈值处
5、理,双固定阈值法预先为灰度图像设定两个阈值T1和T2，把灰度值小于给定阈值T1的像素灰度置为0；大于T1且小于T2的像素灰度置为255；大于T2的像素灰度置为0函数表达式,第12页,第4章 图像的灰度变换,第4章 图像的灰度变换,4.1灰度变换的基本方法4.2二值化和阈值处理4.3 灰度的线性变换4.4灰度直方图及均衡化处理,第13页,第4章 图像的灰度变换,4.3灰度的线性变换,背景曝光不足或过度情况下，图像灰度局限在很窄的范围内，图像中的像素灰度没有层次采用一个线性单值函数，对图像内的每一个像素灰度做线性扩展，提高灰度层次,第14页,第4章 图像的灰度变换,4.3灰度的线性变换,1.简单线
6、性变换 设原图像 f(x,y)的灰度范围为z1,z2，线性变换后图像g(x,y)的灰度范围为z1,z2。那么g(x,y)和f(x,y)间的关系为：如果|z2-z1|大于|z2-z1|，使得变换后像素的灰度差增大，对比度增大，图像质量得到增强。,第15页,第4章 图像的灰度变换,4.3灰度的线性变换,灰度变换方程当a1，输出图像的对比度增大当a0时，原图像的暗区域变亮，亮区域变暗,第16页,第4章 图像的灰度变换,4.3灰度的线性变换,MatLab函数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页,第4章 图像的灰度变换,4.3灰度的线性变换,（2）窗口灰度变换保留灰度级在 L,U 间的值，将大于 U 的灰度值置为255，小于 L 的灰度置为0方程,L表示窗口的下限，U表示窗口的上限,第18页,第4章 图像的灰度变换,4.3灰度的线性变换,（3）分段线性变换对不同的灰度范围进行不同的线性变换如3段不同的线性变换,
