第11章图像增强
图像增强是按特定的需要有选择地突出图像中的某些信息，削弱或去除某些不需要的信息的处理方法。图像增强技术的主要目的是为了改善图像的视觉效果，以便于人或者计算机的分析和处理，使处理后的图像对特定的应用来说比原始图像更加有效。图像处理技术主要包含直方图修改、灰度变换、图像平滑、图像锐化、图像滤波和色彩处理等。目前尚无统一的衡量图像增强质量的通用标准，在实际应用中，常常综合运用几种技术，以达到预期的增强效果。图像增强按其处理的方法大致分成空域法和频域法两类。空域法是根据增强的目的，以灰度映射变换为基础，直接对图像中的各个像素点进行处理；频域法是以卷积定理为基础，在图像的某个变换域对图像进行间接操作，并修改傅立叶变换、DCT变换等变换后的系数，然后再进行反变换，得到处理后的图像。本章将从灰度变换增强、空域滤波增强、频域滤波增强和色彩增强几个方面对图像增强的实现方法进行说明。
学习目标
了解数字图像像素值的概念及其统计特性了解数字图像直方图的概念及其绘制方法了解伪彩色增强和真彩色增强方法掌握直方图灰度变换和直方图均衡化的图像增强方法掌握利用中值滤波方法进行图像增强掌握Butterworth低通滤波方法实现图像增强
练习案例
直方图灰度变换增强直方图均衡化增强中值滤波增强Butterworth低通滤波增强
111灰度变换增强
本节以灰度图像为主要研究对象。由于彩色图像可分解成红R、绿G、蓝B3个单色
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f第11章图像增强
图像，因此灰度图像的直方图和彩色图像的直方图就单色图像领域来说具有相同的概念。灰度变换增强就是根据某种目标条件，按一定变换关系逐点改变原图像每一个像素点的灰度值的方法。假设原图像的灰度值为
Dfxy
处理后图像像素的灰度值为
111
Dgxy
则灰度增强可表示为：
112
fxyTgxy
113114
DTD
通过变换，达到对比度增强的效果。实际上，灰度变换关系DTD就是一种具体的图像增强方法，D通常是一个单值函数。对图像灰度分布进行分析的重要手段就是建立灰度直方图（De
sityHistogram），利用图像灰度直方图，可以直观地看出图像中的像素亮度分布情况，通过直方图均衡化、归一化等增强处理，可对图像的质量进行调整。
1111像素值及其统计特性
设变量r代表图像中像素的灰度级，把像素的灰度级归一化处理，则有0r1，其中r0表示r