数字图像处理第六章

彩色图像锐化（拉普拉斯微分）
RGB图像的 拉普拉斯变换 HSI图像的亮度I分量 图像的拉普拉斯变换 a图像和b图像的
差别图像
图a
图bLeabharlann 图c图c的原因：图a像素的锐化是不同彩色的锐化，而图b仅仅是亮度的 锐化，原彩色分量（色调H和饱和度S）保持不变
（把一幅图像分成多个区域）

基于彩色的图像分割
例： 多 R 光 谱 图 像 B 彩 色 编 码 R
G B 合 成
华盛顿特区的光谱卫星图像 G
近 红 外 近 红 外 代 替 R
木星卫星的伪彩色图像
在复杂图像中对感 兴趣的事物进行可 视化处理
活火山最 近喷出的 物质
第六章 彩色图像处理

彩色图像基础知识 彩色空间 伪彩色图像处理

全彩色图像处理
彩色变换
彩色图像平滑和尖锐化
全彩色图像处理

全彩色图像处理研究分为两大类：
分别处理每一分量图像，然后，合成彩色图像
直接对彩色像素处理：3个颜色分量表示像素
向量。令c代表RGB彩色空间中的任意向量
全彩色图像处理
彩色分量是坐标（x,y)的函数，有MN个这样的向量
对大小为 M N 的图像
彩色变换

彩色变换的简单形式
si Ti r1 , r2 ,..., rn
ri 和 si 是 f x , y 和
变量
g x, y
i 1,2,..., n
在任何点处彩色分量的
T1 , T2 ,...Tn 是一个对
射函数集
ri 操作产生 s i 的变换或彩色映
选择的彩色空间决定n的值，如RGB彩色空间，n=3,

提高对比度举例
第6章 图像增强
灰度动态范围较窄 观察直方图分布
第6章 图像增强
对比度拉伸 灰度动态范围变宽
第6章 图像增强
灰度动态范围变宽 观察直方图分布
第6章 图像增强
第6章 图像增强
255 216
23
0
48
196 255
第6章 图像增强
非线性拉伸：是在整个灰度值范围内按照统一的 变换函数来实现对不同灰度值区间的扩展与压缩。 常用的有按对数函数扩展和按指数函数扩展。
（1）在0≤r≤1中，T(r)是单调递增函数， 且0≤T(r)≤1；
（2）反变换r=T-1(s),T-1(s)也为单调递增函 数，0≤s≤1。
第6章 图像增直强方图均衡化变换公式推导图示
sj+s sj
rj rj+r
第6章 图像增强
考虑到灰度变换不影响像素的位置分 布，也不会增减像素数目。所以有
1. 改善图像的视觉效果。 2. 突出图像的特征，便于计算机处理。
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第6章 图像增强
图像增强的技术方法
主要有空域处理法和频域处理法
（1）空域处理法：直接在图像所在的二 维空间进行处理，即直接对每一像元的灰 度值进行处理。 （2）频域处理法：将图像从空间域变换 到频率域对图像进行处理。
第6章 图像增强
S k舍入 S k 1/7 s0 3/7 s1 5/7 s2
6/7 6/7 s3
1 1 s4
1
nsk P (s k ) 790 0.19 1023 0.25 850 0.21
985 0.24
448 0.11
第6章 图像增强
例 均衡化前后直方图比较
直方图均衡化
第6章 图像增强

Chapter 6 Color Image Processing
6.1 彩色基础
在颜料或着色剂中 ，原色的定义是这样 的：
白：减去一种原色 ， 反射或传输另两种 原色。故其原色是： 深红、青、黄。而二 次色是R、G、B。如 图6.4所示。
Chapter 6 Color Image Processing
Chapter 6 Color Image Processing
6.2 彩色模型
6.2.1 RGB彩色模型
下面介绍所谓 全RGB彩色子集。
Chapter 6
Color Image Processing
6.2 彩色模型
Chapter 6 Color Image Processing
6.2 彩色模型
6.3 伪彩色处理
6.3 伪彩色处理 给特定的灰度值赋以彩色。伪彩色的 目的是为了人眼观察和解释图像中的目标。
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6.3 伪彩色处理
6.3.1 强度分层
参见图6.18，图像被看成三维函数。
Chapter 6 Color Image Processing
6.3.2 灰度级到 彩色转换
例6.5是一突出 装在行李内的爆炸物 的伪彩色应用。
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6.3 伪彩色处理
6.3.2 灰度级到彩 色转换
例6.5是一突出装 在行李内的爆炸物的伪彩 色应用。
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6.3 伪彩色处理
Chapter 6 Color Image Processing
6.3 伪彩色处理

u
边、噪音、变化陡峭部分
变化平缓部分
v
第6章 图像增强
第6章 图像增强
第6章 图像增强
➢ 低通滤波器 ➢ 高通滤波器 ➢ 带通、带阻滤波器
第6章 图像增强
第6章 图像增强
第6章 图像增强
第6章 图像增强
第6章 图像增强
第6章 图像增强
第6章 图像增强
第6章 图像增强
第6章 图像增强
第6章 图像增强
常见的图像中的信息冗余
视觉冗余： 一些信息在一般视觉处理中比其它信
息的相对重要程度要小，这种信息就被称为 视觉冗余。
第6章 图像增强
空间冗余（像素冗余）：
由于任何给定的像素值，原理上都可以 通过它的邻居预测到，单个像素携带的信息 相对是小的。
对于一个图像，很多单个像素对视觉的 贡献是冗余的。这是建立在对邻居值预测的 基础上。
原始图像越有规则，各像素之间的相关 性越强，它可能压缩的数据就越多。
时间冗余：
以视频图像为代表，视频图像序列中存在 的关联性产生的信息冗余。
第6章 图像增强
信息熵冗余（编码冗余）： 如果一个图像的灰度级编码，使
用了多于实际需要的编码符号，就称该图 像包含了编码冗余。
例：如果用8位表示该图像的像素，我们就说 该图像存在着编码冗余，因为该图像的像素 只有两个灰度，用一位即可表示。
第6章 图像增强
图像编码的分类
图像压缩技术
无损压缩
哈夫曼编码 行程编码 算术编码
有损压缩
有损预测编码 变换编码 其他编码
第6章 图像增强
※ 无损压缩算法中删除的仅仅是图像数据中冗 余的信息，因此在解压缩时能精确恢复原图像。常 用于要求高的场合。