數字圖像處理復習(四)

偽彩色圖像處理

偽彩色增強:將圖像中的黑白灰度等級變成不同的彩色,如果分層越多,人眼所能提取的信息也就越多,從而達到圖像增強的效果。因為這里的原圖并沒有顏色,所以這種人工賦予的顏色常稱為偽彩色。

怎樣進行偽彩色圖像處理?

  1. 強度(灰度)分層技術
  2. 灰度級到彩色轉換技術
灰度分層法

假設原始圖像的灰度范圍為
0<= f(x,y)<=L

用k+1灰度等級把該灰度范圍分為k段:

映射每一段灰度成一種顏色,映射關系為

g(x,y)為輸出的偽彩色圖像,ci為灰度在[li-1,li]中時所映射成的彩色。
轉換過程.PNG

如果灰度級的確切值是已知的,灰度分層在可視化方面時簡單而強有力的手段。
灰度變換法(更為通用喲!)

根據三基色原理:每一彩色由紅綠藍三基色適當按比例合成。對原始圖像中每個像素的灰度值用三個獨立的變換來處理。

表達式如下:

其中R(x,y),G(x,y),B(x,y)分別表示偽彩色中三基色分量的數值;f(x,y)為處理前圖像的灰度值;TR,TG,TB表示三基色與原灰度值f(x,y)的變換關系。

實現過程如下:


實現過程.PNG

對任何輸入像素的灰度級執(zhí)行三個獨立的變換。
變換結果送入彩色電視監(jiān)視器的RGB通道,產生合成圖像。


形態(tài)學圖像處理

形態(tài)學思想:

  • 表現為一種鄰域運算形式
  • 一種特殊定義的鄰域稱之為“結構元素”
  • 在每個像素位置上的結構元與二值圖像對應的區(qū)域進行特定的邏輯運算,運算結果為輸出圖像的相應像素。
結構元素.PNG

當對圖像進行形態(tài)學處理時,為了簡化操作,要求結構元素是矩形陣列(常設定結構元素原點在矩形中心)

結構元素與圖像的運算:類似于卷積,但用邏輯運算代替乘加運算。邏輯運算的結果保存在輸出圖像對應點的位置。

形態(tài)學處理的效果取決于:結構單元的大小,內容,邏輯運算的性質。

當結構元素的原點位于原始幾何的邊界上時,背景邊界要大到足以適應整個結構元(類似于卷積的填充操作)。

膨脹和腐蝕

圖像腐蝕

圖像腐蝕.PNG

腐蝕的作用:用3*3的結構元素時,使物體的邊界沿周邊減少一個像素。去掉小于結構元素的物體,選擇不同大小的結構元素,可以去掉大小不同的物體。如果兩個物體之間有細小的連通,當結構元素足夠大時,可以將物體分開。不同的結構元素,可導致不同的結果。

圖像膨脹

圖像膨脹.PNG

膨脹的作用:用3*3的結構元素時,使物體的邊界沿周邊增加一個元素。把圖像周圍的背景點合并到物體中,如果兩個物體的距離比較近,通過膨脹可能會被連通到一起。對于填補圖像分割后物體中的空洞十分有用。

膨脹和腐蝕的對偶性:結構元素B對于圖像A的補集的腐蝕的補集=結構元素B對原始圖像A的膨脹。

膨脹和腐蝕的缺點:腐蝕和膨脹改變了目標物的大小。

腐蝕和膨脹的應用
  1. 可以從二值圖像中消除不相關的細節(jié)。可以先用一個較大的結構元素消除腐蝕較小的細節(jié),再用同樣大小的結構元素進行膨脹,把大的物體再恢復回去。
  2. 橋接文字裂縫。膨脹了膨脹了。
  3. 斷裂修復,缺陷修復,增加物體尺寸。這不顯而易見。

圖像的開啟與閉合(這個比膨脹腐蝕要復雜一丟丟)

開運算:先腐蝕后膨脹
閉運算:先膨脹后腐蝕

開運算的作用:使圖像輪廓平滑,斷開狹窄的間斷,消除細的凸出物,去除小亮點。---“減”
閉運算的作用:是輪廓平滑,融合狹窄間斷和長細的深溝,消除小空洞,填補輪廓線的斷裂。---“加”
開操作體現 分開,閉操作體現 聯結。

開運算.PNG

實例.PNG

先腐蝕,再膨脹,再膨脹,再腐蝕。
即 先開 后閉。

Q: 腐蝕和膨脹是一對互逆的操作嗎?
A: 不是,開運算和閉運算是依據腐蝕和膨脹的不可逆性演變而來。

連通分量提取的應用

連通分量提取.PNG

一個bfs被寫得這么神乎其技的,效率又低,裝啥逼。。

應用.PNG
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