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第四章-数字图像处理中的基本运算
d c
g(x, y)
[ f (x, y) a] c a f (x, y) b ba
c
f (x, y) a
宽 窄
第4章 图像处理中的基本运算
(2)分段线性点运算 将感兴趣的灰度范围线性扩展,抑制不感兴趣
的灰度区域,就要使用分段线性点运算。
设f(x,y)灰度范围为[0,Mf],g(x,y)灰度范围 为[0,Mg],分段线性点运算如下图所示:
像设备的非线性和图像记录设备动态范围太窄 等因素,都会产生对比度不足的弊病,使图像中 的细节分辨不清.
这时可通过点运算将灰度范围线性扩展. 设f(x,y)灰度范围为[a,b],g(x,y)灰度范 围为[c,d]. 则线性点运算公式为:
第4章 图像处理中的基本运算
线性点运算公式
d
f (x, y) b
度: 暗(不变):中(增加):亮(不变) 暗(降低):中(增加):亮(降低) 暗(加强):中(压低):亮(加强) 公式见下页。
第4章 图像处理中的基本运算
(1) DB=f(DA)=DA+CDA(DM-DA)
(2)
f
(DA )
Dm 2
1
1 απ sin( )
s
in[απ(
DA DB
1 2
第4章 图像处理中的基本运算
差值法的应用举例
(a)差影法可以用于混合图像的分离
-
=
第4章 图像处理中的基本运算
(b) 检测同一场景两幅图像之间的变化
设:
时刻1的图像为T1(x,y), 时刻2的图像为T2(x,y) g(x,y) = T2 (x,y) - T1(x,y)
=
-
g(x,y)
T1(x,y)
)]
2
(3)
f
(DA )
Dm 2
1
1 απ tan( )
tan[απ( DA DB
12 )]
2
第4章 图像处理中的基本运算
255
255
218
输出DB
输出DB
128 255
输入DA
加亮-减暗图像
32
128 255
输入DA
加暗-减亮图像
亮度调整
第4章 图像处理中的基本运算
非线性拉伸实例1 对比度拉伸
拉伸效果:图像加亮、减暗
第4章 图像处理中的基本运算
非线性拉伸实例2
第4章 图像处理中的基本运算 非线性拉伸实例3
第4章 图像处理中的基本运算
第4章 图像பைடு நூலகம்理中的基本运算
非线性拉伸实例4
第4章 图像处理中的基本运算
非线性拉伸实例5
第4章 图像处理中的基本运算
非线性拉伸实例6
第4章 图像处理中的基本运算
255 142
DB
0
255
DA
降低对比度
第4章 图像处理中的基本运算
降低对比度举例
255
DB
0
255
DA
第4章 图像处理中的基本运算
③ 如果a=1,b≠0,操作仅使所有像素的 灰度值上移或下移,其效果是使整个图像 更暗或更亮
255
255
DB
DB
0
整个图像DA 更亮
0
DA
255
整个图像更暗
255
(2) 光度学标定 点运算可消除图像传感器的非线性的影响。
第4章 图像处理中的基本运算
(3) 显示标定 一些显示设备不能保持数字图像上像素的灰
度值和显示屏幕上相应点的亮度之间的线性关系。 这一缺点可以通过点运算予以克服,即在图像显 示之前,先设计合理的点运算关系,可将点运算 和显示非线性组合起来互相抵消,以保持在显示 图像时的线性关系。 (4) 轮廓线
(1) C(x,y) = A(x,y)+ B(x,y) (2) C(x,y) = A(x,y)- B(x,y) (3) C(x,y) = A(x,y)×B(x,y) (4) C(x,y) = A(x,y)/B(x,y)
第4章 图像处理中的基本运算
2. 运算类型及应用
(1)加运算 (2)减运算 (3)乘运算 (4)除运算
点运算。即:
DB f (DA) aDA b
255
输出DB b
f(DA)=aDA+b
0
输入DA
255
第4章 图像处理中的基本运算
① 如果a>1,输出图像的对比度增大
255
DB
0 48
218 255
DA
提高对比度
第4章 图像处理中的基本运算
提高对比度举例
第4章 图像处理中的基本运算
② 如果a<1,输出图像的对比度减小
第4章 图像处理中的基本运算
4.2 点运算
在图像处理中,点运算是一类简单却非常 具有代表性的重要算法之一,也是其他图 像处理运算的基础。运用点运算可以改变 图像像素占据的灰度值范围,但不会改变 图像内的空间位置关系。
点运算包括以下内容: 1.定义 2:分类
3:应用
第4章 图像处理中的基本运算
HB(DB)ΔDB=HA(DA)ΔDA 最后输出的直方图的值为(详细推导见P73-74)
H B (DB )
H A (DA ) df (DA )
dDA
第4章 图像处理中的基本运算
4.2.3. 点运算的应用
(1) 对比度增强 在一些数字图像中,技术人员所关注的特征
可能仅占据整个灰度级非常小的一个范围。点 运算可以扩展所关注部分的灰度信息的对比度, 使之占据可显示灰度级的更大部分。又称为对 比度拉伸。
点运算可为图像加上轮廓线。 (5) 剪裁
对于8bit图像,通过点运算,在每个像素值 被存储之前,输出灰度级一定要剪裁到0~255 的范围内。
第4章 图像处理中的基本运算
4.3 代数运算
1、概念 2、运算类型及应用
第4章 图像处理中的基本运算
1. 代数运算概念
代数运算是指两幅输入图像之间进行点 对点的加、减、乘、除运算得到输出图像的 过程。如果记输入图像为A(x,y)和B(x,y), 输出图像为C(x,y),则有如下四种形式:
在银行金库内,摄像头每隔一固定时间拍摄一 幅图像,并与上一幅图像做差影,如果图像差 别超过了预先设置的阈值,则表明可能有异常 情况发生,应自动或以某种方式报警;
用于遥感图像的动态监测,差值图像可以发现 森林火灾、洪水泛滥,监测灾情变化等;
也可用于监测河口、海岸的泥沙淤积及监视江 河、湖泊、海岸等的污染;
第4章 图像处理中的基本运算
④如果a=1,b=0时,输出、输入图像相同
255
DB
0
DA
255
第4章 图像处理中的基本运算
⑤ 如果a为负值,暗区域将变亮,亮区域将变暗
255
DB
0
DA
255
第4章 图像处理中的基本运算
255
DB
0
DA
255
第4章 图像处理中的基本运算
线性点运算公式 当图象成像时曝光不足或过度, 或由于成
第4章 图像处理中的基本运算
第4章 图像处理中的基本运算
分段线性点运算公式
宽
g(x, y)
Mg d [ f (x, y) b] d
Mf b
d c b a [ f (x, y) a] c
c f (x, y)
a
窄
b f (x, y) M f
a f (x, y) b
0 f (x, y) a
第4章 图像处理中的基本运算
第四章:数字图像处理中的基本运算
第4章 图像处理中的基本运算
图像处理基本运算概述
图像处理中,经常要采用各种各样的算法。根 据数字图像处理运算中输入信息与输出信息的 类型,图像处理典型算法从功能上具有以下几 种:
(1)单幅图像 (2)多幅图像 (3)单幅或多幅图像
单幅图像 单幅图像
1. 定义
所谓点运算是指像素值(像素点的灰度值)通 过运算之后,可以改善图像的显示效果。这是一 种像素的逐点运算。
点运算与相邻的像素之间没有运算关系,是原 始图像与目标图像之间的影射关系。是一种简单 但却十分有效的图像处理方法。
点运算又称为“对比度增强”、“对比度拉 伸”、“灰度变换”
第4章 图像处理中的基本运算
K=2
K=4
K=16
第4章 图像处理中的基本运算
生成图象叠加效 果:可以得到各种 图像合成的效果, 也可以用于两张图 片的衔接
第4章 图像处理中的基本运算
(2)减法运算
C(x,y) = A(x,y) - B(x,y)
主要应用
消除背景影响
差影法(检测同一场景两幅图像之间的 变化)
第4章 图像处理中的基本运算
第4章 图像处理中的基本运算
(3)非线性点运算:输出灰度级与输入灰度级呈 非线性关系的点运算。
255 输出
0
输入
255
非线性点运算灰度变换函数的斜率处处为正, 这类函数保留了图像的基本外貌。
第4章 图像处理中的基本运算
非线性点运算的函数形式可以表示为: DB = f (DA)
同灰样度,值D。A为f表输示入非点线的性灰函度数值。,DB为相应输出点的 有三种典型的非线性点运算函数,可以改变对比
g(x,y) = 1/M (g0(x,y)+g1(x,y)+…+ g M (x ,y))
前提:噪音h(x,y)i为互不相关,且均值为0时, 上述图象均值将降低噪音的影响。
第4章 图像处理中的基本运算
相加
图例:求平均消除加性随
机噪声,k=1,2,3,4,16,
K=1
表示1幅图像平均、2幅
图像相加后求平均…