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 transformati
2、on, GST) 根据要求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= TDg(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.
3、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
4、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=1:256for j=1:256J(i,j)=0;if I(i,j)100 J(i,j)=255;endend end subplot(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）
5、，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
6、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,
7、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,
