变换域图像增强PPT课件

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Sinusoidal
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Rectangle
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二维离散傅立叶变换的若干性质 离散傅立叶变换建立了函数在空间域与频率 域之间的转换关系。在数字图像处理中，经 常要利用这种转换关系及其转换规律，下面 将介绍离散傅立叶变换的若干重要性质
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周期性和共轭对称性
若离散的傅立叶变换和它的反变换周期为 N，则有
旋转后图像及 其傅里叶变换
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线性叠加
k1 f(x,y) + k2 g(x,y) <==> k1 F(u,v) + k2 G(u,v)
a)Image A; b)Image B; c)0.25 * A + 0.75 * B
a)spectrum A; b)spectrum B; c)0.25 * A + 0.75 * B
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幅度谱和相位谱
从幅度谱中我们 可以看出明亮线 反映出原始图像 的灰度级变化， 这正是图像的轮 廓边
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幅度谱和相位谱
从幅度谱中我们 可以看出明亮线 和原始图像中对 应的轮廓线是垂 直的。如果原始 图像中有圆形区 域那么幅度谱中 也呈圆形分布
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幅度谱和相位谱
图像中的颗粒状对 应的幅度谱呈环状， 但即使只有一颗颗 粒，其幅度谱的模 式还是这样。
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幅度谱和相位谱
这些图像没有特定 的结构，左上角到 右下角有一条斜线， 它可能是由帽子和 头发之间的边线产 生的 两个图像都存在一 些小边界
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离散函数的傅立叶变换 假定取间隔△x单位的抽样方法将一个连续 函数f(x)离散化为一个序列{f(x0)， f(x0+△x)，…，f[x0+(N-1)△x]}
P: ( x,y,z)

[ f x 1, y f x, y 1]
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一、空间域图像增强（29）
对角线方向边缘增强示意图
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一、空间域图像增强（30）
单方向一阶微分算子图像增强效果
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一、空间域图像增强（31）
Roberts交叉微分算子
g x, y f x 1, y 1 f x, y f x 1, y f x, y 1
f
G x x
f
f
G

y
y
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一、空间域图像增强（24）
一阶微分算子
单方向微分算子
（1）水平方向微分算子
Dlevel
1 2 1
0 0 0
1 2 1
g ( x, y ) [ f x 1, y 1 f x 1, y 1] 2[ f x 1, y f x 1, y ]
遥感数字图像处理
第8章
图像增强
背景知识
图像增强是通过一定手段对原图像进行变换或附加一些信息
，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，从而加强图像
判读和识别效果，以满足某些特殊分析的需要。
目的：改善图像的视觉效果，帮助我们更好地发现或识别图
像中的某些特征。
作用：调整两幅图像的色调差异，使图像重叠区域的色调过渡柔和，改
善图像融合和图像镶嵌效果。
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一、空间域图像增强（12）
直方图匹配的思想：
原图像中的任意一个灰度值ai 都可
以在参考图像上找到一个与之对应
的灰度值bi ，使得原图的灰度概率

概率
0.35 0.3
0.25 0.2
0.15 0.1
0.05 0 0 1
规定的直方图
0.3
0.2 0.15
0.2 0.15
0
2345678 灰度级
灰度切分
是一种提高图像中某个灰度级范围的亮度，使其变得 比较突出的增强对比度的方法。
基本的实现方法包括两种： ◆ 一种是给所关心的灰度范围指定一个较高的灰度 值，而给其它部分指定一个较低的灰度值或0值。 ◆ 另一种是给所关心的灰度范围指定一个较高的灰 度值，而其它部分的灰度值保持不变
灰度切分
g
g
➢实际应用中，有时需要具有特定直方图的图像 ，以便能够有目的地对图像中的某些灰度级分布 范围内的图像加以增强。
➢直方图规定化方法可以按照预先设定的某个形 状来调整图像的直方图。
5.2.3 直方图规定化
(1) 对原始直方图进行灰度均衡化
k
三
tk EHs (si ) ps (si )
i0
个
(2) 规定需要的直方图，计算能使规定直方
g0 =0.19 g1 =0.44 g2 =0.65 g3 =0.81 g4=0.89 g5=0.95 g6=0.98 g7=1
g0 = 1/7 g1 =3/7 g2 =5/7 g3 =6/7 g4 = 6/7 g5=1 g6 = 1 g7=1
例 把计算的gk就近安排到8个灰
度级中。
fk f0=0 f1=1/7 f2=2/7 f3=3/7 f4=4/7 f5=5/7 f6=6/7 f7=1
nk 790 1023 850 656 329 245 122 81
P (f k ) 0.19 0.25 0.21 0.16 0.08 0.06 0.03 0.02

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（3）量化噪声 : 为数字图像的主要噪声，产生原因是对连 续图像的量化所造成，可通过增加量化比特数，以及采用 最优量化方法来改善。 （4）“盐和胡椒“噪声：典型的如在变换域中的误差在反 变换后造成的变换噪声。
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图像平均分为空间域和频率域平均两种方法。 1）空间域平均：对空间的每一个象素取一个邻域S，做 如下计算：（其中S可取四邻域或八邻域）
定义：
H G F
G为输入信号的频谱，F为输出信号的频谱。
从图中可以看出，滤波前 后，频谱基本不变，这点 对滤波器的设计和使用很 有意义。
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中值滤波：一种典型的顺序统计滤波方法。还有其他几种 类似方法。
特点：基于滤波器窗口中的像素点的排序。
1）最小和最大值滤波器：
^
f
x, y
max gs,t
s,t sxy
gi x, ygr x, y
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目的： 减少图像中的噪声。
方法： 空域方法：邻域平均等 频域方法：利用噪声主要分布在高频段的特点
进行滤波。
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图像处理中的常见噪声： （1）加性噪声
这种噪声与图像信号的强度不相关。如传输噪声。 g=f+n
f 为理想图像，n为噪声。 （2）乘性噪声
这种噪声与图像信号的强度相关。如胶片颗粒噪声。 g=f+fn
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作业： 5.1,5.3,5.5
选做题：就本次课的内容，自已拟定一个题目。
提出问题的能力是一个科研工作者的基本能力！它有时比解决一个问题更重要！ 33
所有灰度级出现的相对频率，称P(Z)的图像为图像f的直方 图。P(Z) 经常用做图像中的灰度级概率密度的估计值。
图像与直方图之间不是一一对应的关系，同一个直方 图可与多个图像相对应。