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?yōu)椴噬珗D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(shè)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(qū)間，不同的區(qū)間映射為不同的彩色ci， 即

經(jīng)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(jié)果作為三基色合成為彩色.

只要設(shè)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?yōu)榧t色， 可以將紅色通道濾波器設(shè)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(shù)變換成新的三基色分量，彩色合成使感興趣的目標呈現(xiàn)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(zhuǎn)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(yōu)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(dǎo)致原圖像彩色較大程度改變。
2.HSI優(yōu)點：亮度和色度分開，可獨立處理。

RGB轉(zhuǎn)換到HSI

HSI轉(zhuǎn)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(zhì)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(tài)濾波

同態(tài)濾波

同態(tài)濾波是一種建立在式

所給出的圖像模型基礎(chǔ)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(tài)濾波是把頻率過濾和灰度變換結(jié)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(chǔ)，利用壓縮亮度范圍和增強對比度來改善圖像的質(zhì)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(qū)細節(jié)特征的目的。

推導(dǎo)過程

同態(tài)濾波的濾波器設(shè)計

同態(tài)濾波的實例

img=im2double(lena); lnimg=log(img+0.000001);%取對數(shù) 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(shù) 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(tài)濾波結(jié)果如圖3-22?所示，
2.通過調(diào)節(jié)同態(tài)濾波器的參數(shù)， 可以控制動態(tài)范圍的壓縮程度和細節(jié)的增強程度。
3.同態(tài)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(tài)濾波壓縮了圖像的動態(tài)范圍， 因而會導(dǎo)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(shù)亮像 素而導(dǎo)致直方圖縮放時使圖像變暗， 或者因少數(shù)暗像素而導(dǎo)致直方圖縮 放時使圖像變亮。

5.由于同態(tài)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(tài)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(tài)濾波之后的結(jié)果， 它比圖3-22?稍亮。

圖3-22(a)是一幅在非均勻光照環(huán)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(dǎo)致識別錯誤， 需要先增強圖像

小節(jié)

學(xué)完本講你應(yīng)該會并且能
1）熟悉各種灰度變換函數(shù)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(shè)計變換函數(shù)達到期望增強效果
2）熟悉直方圖修正技術(shù)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(dǎo)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(guī)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(jié)

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(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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