《数字图像处理》课程教学课件（Digital Image Processing）灰度变换与空间滤波 3.1 邻域 邻接、连接 区域、边界 距离

3 lmage Enhancement 第三章 灰度变换与空间滤波

3 Image Enhancement 第三章 灰度变换与空间滤波

3 Image Enhancement 3.Intensity transformations spatial filtering Background Some basic intensity transformation Histogram-based image processing Fundamentals of spatial filtering Smoothing spatial filters Sharpen spatial filters 第3章第2页

3 Image Enhancement 第3章 第2页 3. Intensity transformations & spatial filtering  Background  Some basic intensity transformation  Histogram-based image processing  Fundamentals of spatial filtering  Smoothing spatial filters  Sharpen spatial filters

3 Image Enhancement 3.1 Background 口灰度变换与空间滤波均是在空间域操作 直接对图 像像素进行 ■灰度变换在图像的单个像素上操作，主要以对比度和阈值处 理为目的 ■ 空间滤波涉及改善性能的操作（邻域操作），如通过图像中 每一个像素的邻域处理来锐化图像 图像增强 第3章第3页

3 Image Enhancement 第3章 第3页 灰度变换与空间滤波均是在空间域操作——直接对图 像像素进行  灰度变换在图像的单个像素上操作，主要以对比度和阈值处 理为目的  空间滤波涉及改善性能的操作（邻域操作），如通过图像中 每一个像素的邻域处理来锐化图像 3.1 Background 图像增强

3 Image Enhancement 3.1 Background The general form of spatial domain processes >Given the gray level of a pixel,use a function T to output a modified gray level g(x,y)=T[f(x,y)] -f(,y):输入图像 -g(x,y):增强后的图像 -T[]:定义在(xy)邻域的算子 第3章第4页

3 Image Enhancement 第3章 第4页  The general form of spatial domain processes  Given the gray level of a pixel, use a function T to output a modified gray level g x y T f x y ( , ) ( , )      ( , ) : ( , ) : : ( , ) f x y g x y T x y     输入图像 增强后的图像 定义在 邻域的算子 3.1 Background

3 Image Enhancement 3.1 Background 像素（比，y)的邻域：通常定义为以（化，y)为中心的 矩形（正方形居多）的子图像 Origin The neighborhood size (x,y) l.邻域为1xl:Basic 3X 3 neighborhood of(,y) intensity transformation 2. 邻域nxn:基于空间滤波 的增强 Image f Spatial domain 3. 整幅图像的统计特性：基 图像中化，y)点的3×3邻域 于直方图的增强 g(x,y)=T(f(x,y))g=T(f) 第3章第5页

3 Image Enhancement 第3章 第5页  像素(x, y)的邻域: 通常定义为以(x, y)为中心的 矩形(正方形居多)的子图像 3.1 Background 图像中(x, y)点的33邻域  The neighborhood size 1. 邻域为11: Basic intensity transformation 2. 邻域nn: 基于空间滤波 的增强 3. 整幅图像的统计特性: 基 于直方图的增强 g(x, y) T( f (x, y)) g  T( f )

3 Image Enhancement 3.Intensity transformations spatial filtering Background Some basic intensity transformation Histogram-based image enhancement Fundamentals of spatial filtering Smoothing spatial filters Sharpen spatial filters 第3章第6页

3 Image Enhancement 第3章 第6页 3. Intensity transformations & spatial filtering  Background  Some basic intensity transformation  Histogram-based image enhancement  Fundamentals of spatial filtering  Smoothing spatial filters  Sharpen spatial filters

3 Image Enhancement 3.2 Some basic intensity transformation functions "Basic"comes from the neighbohood size 1x1,i.e.a single pixel Origin g(x,y)=T f(x,y) G一红，川 x neighborhood of(r,y) s=T[r] Image f -:原图像f(x,y)在(x,y)处的灰度值 Point processing(Basic))-S:增强图像g(x,y)在(x,y)处的灰度值 T[]:增强算子 Neighborhood processing 第3章第7页

3 Image Enhancement 第3章 第7页  “Basic” comes from the neighbohood size 11, i.e. a single pixel 3.2 Some basic intensity transformation functions s T r    g x y T f x y ( , ) ( , )      : ( , ) ( , ) : ( , ) ( , ) : r f x y x y s g x y x y T    原图像 在 处的灰度值 增强图像 在 处的灰度值 增强算子 Point processing Neighborhood processing (Basic)

3 Image Enhancement 3.2 Some basic intensity transformation functions 反比 s=TIr] negative n次方根 3L/4 g n root 对数 3类基本灰度变换技术 n次幂 1.线性：正比，反比 LR n power 2.对数：对数，反对数 3.幂次：n次幂，n次方根 L/4 identity 正比 反对数 L/4 LR 3L4 输入灰度级r 第3章第8页

3 Image Enhancement 第3章 第8页 s T r     3类基本灰度变换技术 1. 线性: 正比, 反比 2. 对数: 对数, 反对数 3. 幂次: n次幂, n次方根 3.2 Some basic intensity transformation functions negative identity log n power n root

3 Image Enhancement 3.2.1 Image negatives 输入图像的灰度级范 Negative s=TIr] 围0，L-1],即0≤≤L-1 s=L-1-r 3L/4 输出图像的灰度为 s=L-1-r 灰度图像：“黑白颠倒” LR 彩色图像：补色 适用于增强图像中暗色 L4+ 区域的灰色细节部分 L/4 LR 3L14 L-1 Input intensity level.r It makes all the difference whether one sees darkness through the light or brightness through the shadows 第3章第9页

3 Image Enhancement 第3章 第9页 [ ] 1 s T r s L r     3.2.1 Image negatives  输入图像的灰度级r范 围[0, L-1],即0rL-1  输出图像的灰度为 s=L-1-r  灰度图像: “黑白颠倒” 彩色图像: 补色  适用于增强图像中暗色 区域的灰色细节部分 It makes all the difference whether one sees darkness through the light or brightness through the shadows

3 Image Enhancement 3.2.1 Image negatives 灰度图像 Examples 彩色图像

3 Image Enhancement 第3章 第10页 3.2.1 Image negatives 灰度图像 彩色图像 Examples