5.1 图像增强的概念和分类
▪ 图像增强的目的：
采用某种技术手段，改善图像的视觉效果，或将图像转换成更适合 于人眼观察和机器分析识别的形式，以便从图像中获取更有用的信 息。
▪ 没有一个图像增强的统一理论，如何评价图像增强的结果好坏也没
有统一的标准。 主观标ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ：人 客观标准：结果
▪ 图像增强的方法分为两大类：空间域方法和频域方法。
通常包括低通、高通和同态等滤波器结构。
图像增强效果评价
目前对图像增强效果的评价主要包括定 性评价和定量评价两个方面。
定性评价主要根据人的主观感觉，对图像 增强的视觉效果进行评判，一般主要对图像 的清晰度、色调、纹理等几方面进行主观评 价。
定性分析的不足是与评价者的主观性密切 相关。
定性分析的主要优点是可以从一幅图像中有选 择地对具体研究对象进行重点比较和评价，即定性 分析可以对图像的局部或具体研究目标进行评价， 具有灵活性和广泛的适应性。
“空间域”是指图像平面自身，这类方法是以对图像的象素直接处 理为基础的。 “频域”处理技术是以修改图像的傅氏变换为基础的。
空域增强法
基于空间域的增强方法是指直接在图像所 在的二维空间进行处理，即直接对每一像素 点的灰度值进行处理。
根据所采用的技术不同又可分为灰度变换 和空域滤波两类方法。
▪ 彩色合成是用同一地区或景物的不同波段的黑
定量评价图像增强效果目前还没有业界统一接 受的标准与尺度，目前通常采用的方法是从图像的 信息量、标准差、均值、纹理度量值和具体研究对 象的光谱特征值等方面与原始图像进行比较评价。
定量分析的最大优点是客观公正。
图像增强示例
5.2.1 基于直接灰度变换的图像增强
▪ 定义： 将输入图像 f x, y 中灰度r，通过映射函数映射成输出
称为索引号。例如16种颜色的查找表，0号索引对应黑 色，... ，15号索引对应白色。彩色图像本身的像素数值 和彩色查找表的索引号有一个变换关系，这个关系可以 使用Windows 95/98定义的变换关系，也可以使用你自 己定义的变换关系。使用查找得到的数值显示的彩色是 真的，但不是图像本身真正的颜色，它没有完全反映原 图的彩色。
图像 gx, y中的灰度 s，其运算结果与图像像素位置及被处
理像素邻域灰度无关。
▪ 公式及流图：
gx, y T f x, y
5.2.1.1 灰度线性变换
▪ 灰度线性变换表示对输入图像灰度作线性扩张
或压缩，映射函数为一个直线方程，其表达式和 演示控件如下：
gx, y af x, y b
▪ 在许多场合，真彩色图通常是指RGB 8:8:8，即图像的颜色数等于
2^24，也常称为全彩色(full color)图像。但在显示器上显示的颜色 就不一定是真彩色，要得到真彩色图像需要有真彩色显示适配器，
目前在PC上用的VGA适配器是很难得到真彩色图像的。
▪ 直接色 ▪ (direct color)每个像素值分成R，G，B分量，每个分量
▪ 真彩色 ▪ (true color)真彩色是指在组成一幅彩色图像的每个像素值中，有R，
G，B三个基色分量，每个基色分量直接决定显示设备的基色强度， 这样产生的彩色称为真彩色。例如RGB 5∶5∶5表示的彩色图像，R， G，B各用5位，用R，G，B分量大小的值直接确定三个基色的强度， 这样得到的彩色是真实的原图彩色。
▪ 增强的对象：
数字图像处理
第5章 图像增强
5.1 图像增强的概念和分类 5.2 空域增强技术 5.3 频域增强技术
论述
图像增强作为基本的图像处理技术，其 目的是对图像进行加工，以得到对具体应用 来说视觉效果更“好”更“有用”的图像。
图像增强算法并不能增加原始图像的信 息，而是通过某种技术手段有选择地突出对 某一具体应用有价值的信息。
白（分光）图像，分别通过不同的滤光系统，使 其相应影像准确地重合，生成该地区或景物的彩 色图像的技术过程。彩色合成首先必须得到同一 地区或景物的分光（或不同波段的）负片，然后 根据合成所采用的技术方法，选用分光正片或负 片，再经分别滤光或加色，并准确重合后得到彩 色图像。若取得分光负片和彩色合成所采用的滤 光系统不一致又不一一对应，得到图像的彩色与 实际彩色则不一致，称为假彩色。
作为单独的索引值对它做变换。也就是通过相应的彩色 变换表找出基色强度，用变换后得到的R，G，B强度值 产生的彩色称为直接色。它的特点是对每个基色进行变 换。
▪ 用这种系统产生颜色与真彩色系统相比，相同之处是都
采用R，G，B分量决定基色强度，不同之处是后者的基 色强度直接用R，G，B决定，而前者的基色强度由R，G， B经变换后决定。因而这两种系统产生的颜色就有差别。 试验结果表明，使用直接色在显示器上显示的彩色图像 看起来真实、很自然。
▪ 这种系统与伪彩色系统相比，相同之处是都采用查找表，
不同之处是前者对R，G，B分量分别进行变换，后者是 把整个像素当作查找表的索引值进行彩色变换。
频域增强法
频率域增强法首先将图像从空间域按照某 种变换模型（如傅立叶变换或其他变换等） 变换到频率域，然后在频域对图像进行处理， 再将其反变换到空间域。
▪ 如果用RGB 8:8:8方式表示一幅彩色图像，就是R，G，B都用8位来
表示，每个基色分量占一个字节，共3个字节，每个像素的颜色就是 由这3个字节中的数值直接决定，可生成的颜色数就是2^24 =16 777 216种。用3个字节表示的真彩色图像所需要的存储空间很大， 而人的眼睛是很难分辨出这么多种颜色的，因此在许多场合往往用 RGB 5:5:5来表示，每个彩色分量占5个位，再加1位显示属性控制位 共2个字节，生成的真颜色数目为2^15 = 32K。
▪ 伪彩色（Pseudo-color）图像的每个像素值实际上是一
个索引值或代码，该代码值作为色彩查找表CLUT （Color Look-Up Table）中某一项的入口地址，根据该 地址可查找出包含实际R、G、B的强度值。这种用查找 映射的方法产生的色彩称为伪彩色。
▪ 彩色查找表CLUT是一个事先做好的表，表项入口地址也