彩色增強

偽彩色處理：指對不同的灰度級賦予不同的顏色， 從而將灰度圖像變為彩色圖像。 這種人工賦予的顏色常稱為偽彩色。
常用的偽彩色處理方法有灰度分層法、 灰度變換法和頻域濾波法等。

灰度分層法

設灰度圖像f(x, y)的灰度范圍為［0, L］， 令l0=0， lm+1=L，用m個灰度閾值l1, l2, …, lm把該灰度范圍分割為m+1個小區間，不同的區間映射為不同的彩色ci， 即

經過這種映射后， 一幅灰度圖像f(x, y)就被映射為具有m+1種顏色的偽彩色圖像g(x, y)

灰度變換法

將原圖像像素的灰度值送入具有不同變換特性的紅、 綠、 藍3個變換器進行灰度變換， 再將3個變換結果作為三基色合成為彩色.

只要設計好3個變換器， 便可將不同的灰度級變換為不同的彩色。

頻域濾波法步驟

1.先對灰度圖像進行傅立葉變換，再分別送入3個不同的頻率濾波器(可為低通、 高通和帶通濾波器)（使用3個不同特性的濾波器分離出3個獨立分量）；
2.濾掉不同的頻率成分之后作對它們進行逆傅立葉變換，得到三種代表不同頻率分量的單色圖像；(還可以對其進一步處理， 如直方圖均衡化 )；
3.最后將它們作為三基色分量分別加到彩色顯示器的紅、綠、藍顯示通道，得到一幅彩色圖像。

例如， 為了突出圖像中高頻成分， 欲將其變為紅色， 可以將紅色通道濾波器設計成高通特性。

假彩色增強

思想：假彩色增強是對一幅自然彩色圖像或是同一景物的多光譜圖像，通過映射函數變換成新的三基色分量，彩色合成使感興趣的目標呈現與原圖像不同的，奇異的顏色。其目的是將一種彩色變成另一種彩色，或把多光譜圖像變成彩色圖像

示例

絢爛的星空圖片，其實原來基本上都是黑白的

真彩色圖像增強

先將彩色圖像從RGB坐標轉換成HSI坐標，僅對I分量（亮度）進行增強處理，H和S分量不變，然后再變換回RGB坐標。

優點

1.增強了圖像，但不改變顏色；而在RGB模型下的直接增強會導致原圖像彩色較大程度改變。
2.HSI優點：亮度和色度分開，可獨立處理。

RGB轉換到HSI

HSI轉換到RGB

真彩色圖像平滑

彩色圖像的每個像素都是一個向量，彩色圖像平滑實質是向量的平滑。

真彩色圖像銳化

彩色圖像的每個像素都是一個向量，彩色圖像的拉普拉斯算子。

圖像增強實例——同態濾波

同態濾波

同態濾波是一種建立在式

所給出的圖像模型基礎上，在頻域中同時進行圖像對比度增強和壓縮圖像亮度范圍的濾波方法。即是同態濾波是把頻率過濾和灰度變換結合起來的一種圖像處理方法，它依靠圖像的照度/ 反射率模型作為頻域處理的基礎，利用壓縮亮度范圍和增強對比度來改善圖像的質量。

原理

將像元灰度值看作由照度和反射率生成。而照度相對變化很小，可以看作是圖像的低頻成份，反射率則是高頻成份。通過分別處理照度和反射率對像元灰度值的影響，達到揭示陰影區細節特征的目的。

推導過程

同態濾波的濾波器設計

同態濾波的實例

img=im2double(lena); lnimg=log(img+0.000001);%取對數 Fimg=fft2(lnimg);%傅里葉變換 P=fftshift(Fimg);%將頻域原點移到圖像中心； [M,N]=size(P); A=2; B=0.5; for i=1:M for j=1:N D(i,j)=((i-M/2)^2+(j-N/2)^2); end end c=1.05; %銳化參數 D0=max(M,N); H=(A-B)*(1-exp(c*(-D/(D0^2))))+B; F=Fimg.*H; F_s =fftshift(F); f=ifft2(F); Y=exp(f); figure,imshow(lena,[0 255]); figure,imshow(uint8(real(Y)),[0 255]); figure,imshow(uint8(abs(P)),[]);title('濾波前的頻譜圖像'); figure,imshow(uint8(abs(F_s)),[]);title('濾波后的頻譜圖像');

1.大米圖像的同態濾波結果如圖3-22?所示，
2.通過調節同態濾波器的參數， 可以控制動態范圍的壓縮程度和細節的增強程度。
3.同態濾波對于消除非均勻光照的影響更有效， 且可控性強。
4.由于同態濾波壓縮了圖像的動態范圍， 因而會導致圖像的平均亮度下降， 可以利用灰度線性變換增強圖像的整體亮度。

一種簡單方法就是把灰度直方圖的前5%的像素置為0， 后5%的像素置為 255， 直方圖的其余部分縮放到0~255之間。
這樣做可以避免因少數亮像 素而導致直方圖縮放時使圖像變暗， 或者因少數暗像素而導致直方圖縮 放時使圖像變亮。

5.由于同態濾波增強了高頻成分， 因而也會增強圖像中的噪聲。 可以在同態濾波之前或濾波之后進行圖像平滑來消除噪聲。 圖3-22(d)是對圖3-22(a)先進行3×3中值濾波再進行同態濾波之后的結果， 它比圖3-22?稍亮。

圖3-22(a)是一幅在非均勻光照環境下獲取的大米圖像， 這樣的圖像對于圖像識別與分析不利， 甚至導致識別錯誤， 需要先增強圖像

小節

學完本講你應該會并且能
1）熟悉各種灰度變換函數進行圖像增強的特點，以便針對實際具有不同灰度分布的圖像，能選擇或設計變換函數達到期望增強效果
2）熟悉直方圖修正技術原理和計算方法、步驟
3）熟悉鄰域平均法、梯度法、拉普拉斯法是如何導出空域模板來進行濾波增強的
4）灰度變換、直方圖均衡化、直方圖規定化計算（手工與上機）
5）各類空域模板運算進行圖像增強（手工與上機）

總結

以上是生活随笔為你收集整理的计算机图像处理之空域滤波增强（彩色增强）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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