數字圖像處理(1)基本運算

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灰度級:圖像中不同灰度的最大數量

對比度:反映圖像灰度方差大小

 

線性:

Iout = a*Iin + b

a>1:增加對比度

a<1:減小對比度

b>0:增加亮度

b<0:減小亮度

 

非線性:

C>0:增強中間部分

C<0:減弱中間部分

(類似於log曲線)

 

點運算:

利用LUT

 

代數運算:

加法:C = A + B

用法:

1.削弱疊加性噪聲(例如隨機噪聲,利用的是隨機噪聲的均值爲0)

2.疊加圖像(例如融合)

 

減法:

1.去除背景圖像(天氣預報、演員拍戲等,後面是一個純色的幕布,後期再將背景合成上去)
2.檢測同一場景圖像的變化

 

乘法:
1.扣取局部圖像(蒙版,用0,1的mask去提取原圖)

 

邏輯運算:

一般是針對二值圖像

 

幾何變換
線性:平移、縮放、旋轉、鏡像、錯切

這些變換可以用矩陣表示

 

仿射變換:

 

水平鏡像:

[-1  0  0

  0   1  0

  0   0  1]

 

x方向縮放a倍,y方向縮放b倍:

[a 0  0

 0  b 0

 0  0  1]

 

旋轉:

 

 

錯切:非垂直投影
[1  c   0

 d   1  0

 0   0  1]

 

 

 

僞仿射變換:雙線性幾何變換

 

 非線性(高階多項式):任意幾何變換

畸變矯正

 

透視變換:以人眼爲中心的中心投影
符合人眼的視覺形象

 

8個獨立的參數,需要4個點

 

 座標的計算:

向前映射(鏡像、平移時用這種方法)

向後映射(旋轉、縮放、變形等,結合差值使用)

 

像素的計算:

最近鄰插值:快,誤差大,會有馬賽克效應

雙線性插值:平滑過渡,低通特性(會使圖像變模糊)

 

數學上是雙曲拋物面方程:

計算結果:

矩陣形式:

 

 

 

最佳插值函數:三次卷積插值

 

需要4x4,16個點,,高頻損失少,可將噪聲平滑

 

 

延伸。。:

 

 

 

 

 

 

非幾何變換:主要指灰度變換(只有像素值的變換沒有座標的變換)

單像素

區域:基於模板

 

對比度拉伸:

 

Gamma失真:
圖像亮度對光線的相應不是線性的,硬件決定的

 

 

灰度直方圖:
灰度出現的頻率可以看做其出現的概率--》直方圖就對應於概率密度曲線

用途

1 . 數字化參數

直方圖給出了一個簡單可見的指示,用來判斷一幅圖象是否合理的利用了全部被允許的灰度級範圍。一般一幅圖應該利用全部或幾乎全部可能的灰度級,否則等於增加了量化間隔。 丟失的信息將不能恢復。

2 . 邊界閾值選取

假設某圖象的灰度直方圖具有 二峯性,則表明這個圖象的較亮的區域和較暗的區域可以較好地分離,取中間點爲閾值點,可以得到好的2值處理的效果。

 

直方圖變換

單調增加的映射曲線

直方圖均衡:用r的累積分佈函數作爲變換函數,可產生一幅灰度級分佈具有均勻概率密度的圖像

對於離散圖像,只能做到接近均勻

 

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