什么是圖像增強？

圖像增強是指突出顯示圖像的某些信息，以及根據特定需要削弱或刪除任何不必要信息的過程。例如，消除噪點，顯示模糊細節，以及調整級別以突出顯示圖像的特征。

圖像增強技術可分為兩大類：

• 空間域 - 增強圖像空間，根據具有特定分辨率的空間坐標將圖像劃分為均勻像素。空間域方法直接對像素執行操作。

• 頻域 - 通過將傅里葉變換應用于空間域而獲得的增強。在頻域中，像素既可以成組操作也可以間接操作。

圖像增強技術

本節討論在空間域中實現的圖像增強技術。該概念是使用預定義的變換函數將每個像素映射到新圖像上。

g（x，y）= T（f（x，y））

• g（x，y）是輸出圖像

• T是操作人員

• f（x，y）是輸入圖像

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該圖示出了圖像空間域中的點（x，y）的3×3鄰域（或空間濾波器）。將鄰域從像素移動到像素（稱為空間過濾的過程）可以生成新圖像。

基本強度轉換函數

最簡單的圖像增強方法是使用1 x 1鄰域大小。在這種情況下，輸出像素僅取決于輸入像素，并且函數可以簡化為：

s = T（r）

不同的轉換函數適用于不同的場景。

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線性

線性變換包括恒等變換和負變換。

在特征轉換中，輸入圖像與輸出圖像相同。

s = r

負變換是：

s = L – 1 – r = 256 – 1 – r = 255 – r

這種變換適用于增強嵌入圖像暗區的白色或灰色細節。例如，在數字X線照片中分析身體結構組織。

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對數

一般對數轉換方程為：

s = clog(1 + r)

• c是常數

在對數變換中，低強度值被映射到更高強度值。

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反對數變換與對數變換相反。

冪律

冪律變換方程是：

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與對數變換相比，伽瑪變換可以通過改變伽馬值來生成一系列可能的變換曲線。

以下是使用不同值輸出的增強圖像。

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直方圖均衡

此方法用于提高圖像的全局對比度，使其看起來更加明顯。

一般直方圖均衡公式為：

• CDF是指累積分布函數

• L是最大強度值（通常為256）

• M是圖像寬度，N是圖像高度

• h（v）是均衡值

直方圖均衡之前

圖片來源：維基百科

直方圖均衡之后

圖片來源：維基百科

要了解有關成像基礎知識的更多信息，請閱讀圖像處理101教程系列中的第一篇：

圖像處理101教程：什么是圖像？

和第二篇文章：

圖像處理101教程：顏色模型

和第三篇文章：

圖像處理101教程：色彩空間轉換