图像处理算法
图像处理算法
图像处理算法随着科技的不断发展，数字图像处理得到了广泛的应用。
图像处理算法是数字图像处理领域中最重要的研究领域之一，它们能够从一幅图像中提取出有用的信息。
本文将会介绍一些常用的图像处理算法。
1. 图像修复算法在许多应用场景中，图像可能受到噪点、瑕疵、损坏、失真等影响，这些影响会严重降低图像的质量和可用性。
图像修复算法的目标是通过复原被噪声、失真等影响破坏的图像，使其恢复到原本的清晰度或者增强其可视化。
常用的图像修复算法有基于滤波的算法、插值算法和卷积神经网络（CNN）等。
其中，基于滤波的算法包括最常见的均值滤波、中值滤波、高斯滤波等；插值算法包括最近邻插值、双线性插值、三次样条插值等。
值得注意的是，卷积神经网络的优点在于它可以通过学习数据的特征，实现自动图像修复的目的。
2. 图像分割算法图像分割是将一幅图像分成若干个部分或区域，以获得图像中物体的轮廓、形状、色彩、纹理等特征，是图像处理领域中的关键技术之一。
图像分割不仅在医学、遥感等领域有很广泛的应用，还可以用于人脸识别、图像分类等领域。
常用的图像分割算法主要包括阈值分割、边缘分割、区域增长算法和基于聚类的分割算法等。
在阈值分割算法中，需要将图像转换为灰度图像，并确定一个灰度值作为分割阈值，通过比较像素与阈值的关系，在图像上进行二值化。
边缘分割算法是根据图像中物体的不同物理特征提取物体的边缘，然后通过边缘将物体进行分割。
在区域增长算法中，将图像上所有像素点作为种子点，通过像素点与种子点之间的相似度来进行某个像素点的区域扩展。
基于聚类的分割算法则是将图像像素进行聚类，归纳出不同的类别，并以此进行图像分割。
3. 图像几何校正算法在实际应用场景中，由于摄像机的位置、角度、校正参数等因素的影响，图像可能会呈现出不同程度的畸变。
为了消除这些影响，需要利用图像几何校正算法对图像进行校正和纠正。
常用的图像几何校正算法包括图像基础变换、透视变换和仿射变换等。
其中，图像基础变换主要包括平移、旋转、缩放和翻转等，通过将图像进行平移、旋转等处理，使图像达到需要的效果。
图像处理算法与应用
图像处理算法与应用一、引言图像处理是计算机科学与技术领域中的一个重要研究方向，它涉及到对图像进行获取、处理、分析和识别等一系列操作。
图像处理算法是实现这些操作的核心，它们通过数学和计算机科学的方法，对图像进行各种处理，以提取出有用的信息或改善图像的质量。
本文将探讨一些常见的图像处理算法及其应用。
二、图像增强算法1. 灰度拉伸算法灰度拉伸算法是一种常用的图像增强算法，它通过对图像的灰度值进行线性变换，将原始图像的灰度范围映射到更广的范围内，从而增强图像的对比度和细节。
该算法在医学影像、卫星图像等领域有广泛应用。
2. 直方图均衡化算法直方图均衡化算法是一种通过调整图像的灰度分布，使得图像的直方图在整个灰度范围内均匀分布的方法。
它能够增强图像的全局对比度，使得图像更加清晰明亮。
该算法常用于图像增强、图像压缩等领域。
三、图像滤波算法1. 均值滤波算法均值滤波算法是一种常见的线性滤波算法，它通过计算图像中每个像素周围邻域的平均灰度值来实现图像平滑处理。
该算法可以有效地去除图像中的噪声，常用于图像降噪、图像压缩等领域。
2. 中值滤波算法中值滤波算法是一种非线性滤波算法，它通过计算图像中每个像素周围邻域的中值来实现图像平滑处理。
该算法对于椒盐噪声等脉冲噪声有较好的抑制效果，常用于医学影像、数字摄影等领域。
四、图像分割算法1. 基于阈值的分割算法基于阈值的分割算法是一种简单而有效的图像分割方法，它通过设置一个或多个阈值，将图像中的像素分成不同的区域或类别。
该算法常用于目标检测、图像分析等领域。
2. 基于边缘检测的分割算法基于边缘检测的分割算法是一种基于图像边缘信息进行分割的方法。
它通过检测图像中的边缘，将图像中的不同区域分割开来。
该算法常用于计算机视觉、机器人导航等领域。
五、图像识别算法1. 特征提取算法特征提取算法是一种将图像中的关键特征提取出来的方法，用于表示图像中的目标或物体。
常见的特征提取算法包括尺度不变特征变换（SIFT）、方向梯度直方图（HOG）等。
图像编码中的图像处理算法解析
图像编码是将图像转换为数字信号的过程，用来减小图像的数据量，提高传输效率。
而图像处理算法则是图像编码中非常重要的一环，它决定了图像编码的质量和效率。
一、图像处理算法的分类图像处理算法可以分为压缩算法和解压缩算法两大类。
压缩算法是将原始图像数据进行压缩，减少冗余信息，以便更有效地存储和传输。
解压缩算法则是将压缩后的数据恢复成原始图像的过程。
二、压缩算法的原理压缩算法的原理主要有两种：有损压缩和无损压缩。
有损压缩是在压缩过程中舍弃一部分信息，以达到减小数据量的目的。
这种压缩算法通常适用于对图像细节要求不高的应用，例如网络传输。
而无损压缩则是在保持图像质量的基础上减小数据量，不丢失任何信息。
三、有损压缩算法有损压缩算法中，最常用的算法是离散余弦变换（DCT）算法。
DCT算法通过将图像转换为频域表示，将图像的空域相关性转化为频域相关性，从而达到压缩的效果。
在DCT算法中，图像被分为若干个8×8的小块，对每个小块进行DCT变换后，再将变换系数进行量化，以舍弃一些高频成分，达到压缩的目的。
四、无损压缩算法无损压缩算法中，最常用的算法是预测编码算法。
预测编码算法利用图像中像素之间的相关性进行编码，通过对下一个像素进行预测来减少数据量。
其中，最著名的预测编码算法是差分编码算法和哈夫曼编码算法。
差分编码算法通过计算像素与其周围像素的差异来编码，而哈夫曼编码则是利用出现频率较高的像素进行短码编码，出现频率较低的像素进行长码编码。
五、解压缩算法解压缩算法是将压缩后的数据恢复成原始图像。
对于有损压缩算法，解压缩算法主要是对数据进行反量化和反DCT变换。
反量化是将量化后的数据恢复成原始变换系数，反DCT变换则是将变换系数恢复成原始图像的过程。
而对于无损压缩算法，解压缩算法则是将压缩过程中的编码进行解码，根据编码规则恢复原始图像数据。
六、图像编码中的混合算法为了提高图像编码的效果，通常会采用混合算法。
混合算法是将多种压缩算法结合起来使用，以充分利用各个算法的优势。
图像处理算法与应用案例
图像处理算法与应用案例第一章：图像处理算法概述图像处理算法是计算机视觉领域中的核心内容之一，它涉及到对图像的数字化表示、特征提取、图像增强、图像分割、目标检测和识别等任务。
图像处理算法技术的发展使得图像处理应用领域得到了极大的丰富和拓展，如医学图像处理、自动驾驶、工业检测等。
第二章：图像增强算法图像增强是图像处理的一项重要任务，旨在改善或增强图像的视觉效果。
常用的图像增强算法有直方图均衡化、灰度拉伸、对比度增强等。
例如，在医学图像中，直方图均衡化可以帮助医生更清晰地观察病灶区域。
第三章：图像滤波算法图像滤波是指通过一系列滤波器对图像进行处理，以消除噪声、平滑图像或者增强边缘等。
常见的滤波算法包括均值滤波算法、中值滤波算法和高斯滤波算法。
其中，中值滤波算法在去除椒盐噪声方面有很好的效果。
第四章：图像分割算法图像分割是将图像按照一定的标准划分为不同的区域，常用于目标检测、图像分析等领域。
常用的图像分割算法有阈值分割、区域生长算法、边界检测等。
在自动驾驶领域，图像分割可以帮助识别道路、行人等。
第五章：目标检测与识别算法图像目标检测与识别是计算机视觉领域中一个重要的研究方向，其旨在从图像中检测和识别特定的目标。
常用的目标检测与识别算法有卷积神经网络(CNN)、支持向量机(SVM)等。
在工业检测领域，利用目标检测与识别算法可以实现对产品缺陷的自动检测。
第六章：图像处理应用案例6.1 医学图像处理在医学领域，图像处理技术被广泛应用于CT、MRI等医学影像，用于病灶检测、病变分析、手术导航等任务。
例如，基于图像分割算法可以实现对肿瘤的自动标注和辅助诊断。
6.2 自动驾驶自动驾驶技术是当前热门的研究领域之一，其中图像处理算法在自动驾驶系统中起着关键作用。
通过图像处理算法，可以实现对交通标志、交通信号、行人等的检测和跟踪，从而实现自动驾驶汽车在复杂道路场景中的安全驾驶。
6.3 工业检测在工业生产过程中，利用图像处理算法可以实现自动化检测和质量控制。
图像处理算法的原理与实现方法分析
图像处理算法的原理与实现方法分析图像处理算法是计算机视觉领域的重要内容之一，它涉及到对图像的数字化、增强、复原、分割和识别等方面的处理。
本文将针对图像处理算法的原理和实现方法进行详细的分析。
一、图像处理算法的原理1. 图像的数字化图像的数字化是将连续的图像转换为离散的数字图像，主要包括采样、量化和编码三个步骤。
- 采样：将连续图像在时间和空间上进行离散化，获取一系列采样点。
- 量化：采样得到的连续强度值需要转换为离散的灰度级别，常用的量化方法包括均匀量化和非均匀量化。
- 编码：将量化后的灰度值用二进制码表示，常见的编码方法有无损编码和有损编码。
2. 图像增强算法图像增强算法旨在改善图像的视觉效果，提高图像的质量和清晰度。
常用的图像增强算法包括灰度变换、直方图均衡化、滤波和边缘增强等。
- 灰度变换：通过对图像的灰度级进行变换，实现图像的对比度增强和亮度调整。
- 直方图均衡化：通过对图像的像素直方图进行变换，使得图像的像素分布更均匀，增强图像的对比度。
- 滤波：利用滤波器对图像进行平滑处理或者去除噪声，常用的滤波器有均值滤波器、中值滤波器、高斯滤波器等。
- 边缘增强：通过检测图像中的边缘信息，突出图像的边缘部分并增强其边缘对比度。
3. 图像复原算法图像复原算法主要用于修复经过变形、模糊或受损的图像，使其恢复原有的清晰度和细节。
- 噪声去除：通过滤波等方法消除图像中的噪声干扰，常用的去噪方法有中值滤波、小波去噪和自适应滤波等。
- 模糊恢复：对经过模糊的图像进行复原，常用的模糊恢复方法有逆滤波、维纳滤波和盲复原等。
4. 图像分割算法图像分割是将图像划分为若干个具有相似特征的区域或对象的过程，常用于图像识别和目标提取等任务。
- 阈值分割：根据图像中像素的灰度值，将图像划分为不同的区域。
- 区域生长：根据像素的相似性，将具有相似特征的像素进行合并，形成具有连续性的区域。
- 边缘检测：通过检测图像中的边缘信息，将图像分割为不同的物体或区域。
图像处理中的基本算法和技巧
图像处理中的基本算法和技巧图像处理是一门非常重要的技术，它对于各种领域都有着广泛的应用。
而在图像处理中，基本算法和技巧是非常关键的。
接下来，我们将会详细地介绍几种常用的基本算法和技巧。
一、图像滤波图像滤波是一种常用的图像处理方法，它可以用来去除图像中的噪点和平滑图像等。
在图像滤波中，常用的滤波器有高斯滤波器和中值滤波器。
高斯滤波器是一种线性滤波器，它可以对图像进行平滑处理。
在高斯滤波器中，通过调整高斯核的大小和标准差来控制平滑的程度。
一般情况下，高斯核的大小和标准差越大，平滑程度就越高。
而中值滤波器则是一种非线性滤波器，它可以有效地去除图像中的椒盐噪声和斑点噪声。
二、图像变换图像变换是指对图像进行变形、旋转和缩放等操作。
在图像变换中，常用的方法有仿射变换和透视变换。
仿射变换是指在二维平面上对图像进行平移、旋转、缩放和倾斜等操作，使得变换后的图像与原始图像相似。
而透视变换则是仿射变换的一种扩展，它可以对三维物体进行投影变换，并将其映射为二维图像。
三、图像分割图像分割是指将图像分成若干个互不重叠的子区域的过程。
其目的是为了提取图像的某些特征，如边缘、轮廓和区域等。
在图像分割中，常用的方法有阈值分割、区域生长和边缘检测等。
阈值分割是指通过设置灰度值的阈值，将图像中的像素分为两类：前景和背景。
区域生长则是通过确定种子点，逐步生长出与之相邻的图像区域。
而边缘检测则是通过寻找图像中的边缘，来分割出图像的各个部分。
四、图像识别图像识别是指通过对图像中的特征进行鉴别，从而实现对该图像的识别。
在图像识别中，常用的方法有模板匹配、特征提取和分类器学习等。
模板匹配是指将一个已知的区域模板与待识别图像进行匹配，从而找到与该模板最相似的区域。
特征提取则是指通过对图像中的特征进行分析和提取，来实现对图像的识别。
而分类器学习则是通过对大量的样本进行学习和分类，来实现对图像的自动识别。
以上就是图像处理中的基本算法和技巧，它们在实际应用中都有着非常广泛的应用。
介绍常见的图像处理算法及其应用
介绍常见的图像处理算法及其应用图像处理算法是计算机视觉领域的重要内容，它涵盖了许多不同的技术和方法。
本文将介绍一些常见的图像处理算法及其应用。
这些算法可以用于图像增强、图像分割、目标识别等领域，它们可以帮助我们更好地理解和处理图像数据。
一、图像滤波算法图像滤波是图像处理的基础算法之一，它通过对图像进行平滑处理来去除图像中的噪声或者增强图像的细节。
图像滤波算法有很多种，其中常见的有均值滤波、中值滤波和高斯滤波。
均值滤波是一种简单的滤波算法，它通过计算像素点周围领域像素的平均值来达到平滑图像的效果。
均值滤波对噪声有一定的去除效果，但是对于边缘和细节信息的保存能力较差。
中值滤波是一种非线性滤波算法，它通过对图像中的像素值进行排序，然后选择排序后的中间值作为当前像素的新值。
中值滤波对椒盐噪声有较好的去除效果，并且能够保持图像的边缘信息。
高斯滤波是一种基于高斯函数的线性滤波算法，它通过对图像中的像素进行加权平均来实现平滑效果。
高斯滤波对于去除高斯噪声以及其他类型的噪声都有较好的去除效果。
二、图像分割算法图像分割是将图像划分成具有语义信息的相互独立的区域的过程。
图像分割算法通常根据图像中的灰度值、颜色、纹理等特征将图像进行分割。
常见的图像分割算法有阈值分割、基于区域的分割和基于边缘的分割。
阈值分割是一种简单常用的分割算法，它将图像中的像素根据灰度值与阈值的关系进行分类。
通过调整阈值的大小，可以实现不同程度的图像分割。
基于区域的分割算法是根据像素之间的相似性将图像进行分割，使具有相似性质的像素聚合成为一个区域。
常见的基于区域的分割算法有K-means算法和基于区域的生长算法。
基于边缘的分割算法是根据图像中的边缘信息将图像进行分割。
边缘是图像中颜色、灰度值等发生突变的地方，基于边缘的分割算法通过检测图像中的边缘来实现分割。
三、图像特征提取算法图像特征提取是将图像中的信息转化为计算机可以理解和处理的形式的过程。
图像特征可以是图像的边缘、纹理、颜色等视觉特征，也可以是经过某种数学变换得到的特征。
图像处理算法的开发教程与实现方法
图像处理算法的开发教程与实现方法图像处理是计算机科学领域中一个重要的研究方向，它涉及到对数字图像的获取、处理、分析和识别等一系列操作。
图像处理算法的开发则是实现这些操作的核心。
本文将为读者介绍图像处理算法的开发教程与实现方法。
一、图像处理算法的基本概念图像处理算法是指用来处理数字图像的数学或逻辑操作方法。
在开发图像处理算法之前，我们需要对一些基本概念有所了解。
1. 像素：像素是构成数字图像的最小单元，代表了图像中的一个点。
每个像素都有自己的位置和像素值，像素值可以表示颜色、亮度或灰度等信息。
2. 空间域与频率域：在图像处理算法中，我们常常需要在空间域和频率域之间进行转换。
空间域指的是图像中像素的位置和像素值，而频率域则是指图像中各个频率分量的分布。
3. 直方图：直方图是对图像像素分布的统计图，它可以描述图像中不同像素值的数量。
直方图分析在图像处理中非常重要，可以用来检测图像的亮度、对比度等特征。
二、图像处理算法的开发流程在开发图像处理算法之前，我们需要明确自己的目标并制定开发流程。
一般而言，图像处理算法的开发流程包括以下几个步骤。
1. 图像获取：首先，我们需要获取待处理的图像。
图像可以由摄像机、扫描仪等设备采集获得，也可以从存储设备或网络中读取。
2. 图像预处理：在进行实际的图像处理之前，我们需要对图像进行预处理。
预处理包括图像的去噪、增强、平滑等操作，可以提高后续处理的效果。
3. 图像分割：图像分割是将图像划分为若干个区域的过程。
分割可以基于像素值、纹理、形状等特征进行，常用的分割方法有阈值分割、边缘检测、区域生长等。
4. 特征提取：在图像处理中，我们通常需要从图像中提取出一些重要的特征。
特征可以用来描述图像的形状、颜色、纹理等属性，常用的特征提取方法有哈尔特征、色彩直方图等。
5. 图像识别与分析：通过对提取出的特征进行分类和分析，我们可以实现图像的识别和分析。
图像识别涉及到将图像归类到不同的类别中，而图像分析则是对图像中的目标进行定位、计数等。
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增强后图像在(i,j)处的灰度值为
Sobel算子在计算x方向和y方向上的梯度时,不像普通梯度算子那样只用两 个像素灰度差值来表示,而是采用两列或两行像素灰度加权和的差值来表 示,这使得Sobel算子具有如下优点: (1)引入了加权平均,将距离远近产生的影响考虑进去,对图像中的随机噪声 具有一定的平滑作用 (2)由于Sobel算子采用间隔两行或者两列的差分,所以图像中边缘两侧的像 素得到增强。Sobel算子得到的锐化图像的边缘显得粗而亮
图像边缘检测
（4）Gauss-Laplacian算子 Gauss-Laplacian算子是一种二阶边缘检测 法,通过寻找图像的灰度值的二阶微分中的零 穿越来检测边缘点,其算子用模板卷积表示为
图像分割
• 图像分割的方法大体可以分为四种:基于阈值 选取的图像分割方法、基于区域的图像分割方 法、基于边缘检测的图像分割以及模糊分割方 法。其中基于阈值选取的图像分割主要是利用 灰度频率分布信息(直方图)进行分割,由于阈值 化方法简单、性能稳定,成为图像分割的基本 技术。该方法主要利用了图像中要提取的目标 物与其背景在灰度特性上的差异,把图像视为 具有不同灰度级的区域的组合,通过选取合适 的阈值,将目标区域从它们的背景中分离出来, 达到图像分割的目的。
图像边缘检测
（3）Prewitt算子 Prewitt边缘检测算子是一种类似Sobel边缘检测算子的边缘模板算 子,通过对图像进行八个方向的边缘检测,将其中方向响应最大的作 为边缘幅度图像的边缘。
如果在每个点噪声都是相同的,那么Prewitt算子是比较好的。事实 上,Prewitt算子对噪声很敏感,图像的离散差分比对原图像对噪声更 敏感,可以通过先对图像做平滑处理以改善结果。
图像去噪
• 应用中值滤波的一种方法是先使用小尺寸窗口,后逐渐加 大窗口尺寸。在实际使用窗口时,一般先选择长度为3的 窗口对信号进行处理,若无明显信号损失,再把窗口延长 到5,对原图像作中值滤波,直到既有较好噪声滤除的效果, 又不过分损害图像细节为止。 • 另一种方法就是对信号进行级联的中值滤波(即迭代处 理),采用固定的或可变长度的窗口。 • 在一定条件下,中值滤波可以克服线性滤波器所带来的图 像细节模糊,而且对滤除脉冲干扰及颗粒噪声最为有效。 但对高斯噪声无能为力。需要注意的是,当窗口内噪声点 的个数大于窗口一半时,中值滤波的效果不好。而且,对 一些细节多,特别是点、线、尖顶细节多的图像不宜采用 中值滤波的方法,使用中值滤波会造成这些细节丢失。
经过按行排列,得到一个序列为{52,26,59,34,63,48,44,51,39},重新排列后的 新的序列{26,34,39,44,45,51,52,59,63},则Median{52,26,59,34,63,48,44,51,39}=48 中值滤波是将领域中所有像素按灰度级排序,取其中间值为输出像素"
图像的预处理
图像预处理
1、直方图增强 2、图像去噪 3、图像锐化 4、图像边缘检测 5、图像分割等
直方图增强
• • • 图像的直方图是图像的重要统计特征,它可以认为是图像灰度密度函数的近似，它反映的是图 像灰度分布统计特征。 对于数字图像,它可以反映数字图像的概貌性描述,例如图像的灰度范围、灰度的分布、整幅 图像的平均亮度和明暗对比度等 一幅均匀量化的自然图像的灰度直方图通常在低值灰度区间上频率较大,使得图像中较暗区域 中的细节常常看不清楚，为了使图像清晰,可将图像的灰度间距拉开,或者使灰度分布均匀,即 让灰度直方图在较大的动态范围内趋于一致，从而增大了反差,使图像细节清晰,达到图像增 强的目的。 对于数字图像f(x,y),以r表示原图像灰度,以s表示经过直方图修正后的图像灰度,即0<=r,,s<=1。 直方图均衡就是通过灰度函数s=T[r],将原图像直方图Pr(r)改变成均匀分布的直方图Pr(s)
上式为平滑模板的数学表达式,称为Box模板
图像去噪
Box模板虽然考虑了邻域点的作用,但并没有考 虑各点位置的影响,对于所有的9个点都一视同 仁,所以平滑效果并不理想。实际上,离某点越 近的点对该点影响应该最大。解决方法就是 引入加权系数,将原来的模板改造成加权平均 模板
图像去噪
2、中值滤波 中值滤波是抑制噪声的非线性处理方法。它是基于图像这样的一种特性:噪声往往以孤立的 点的形式出现,这些点对应的象素很少,而图像则是由象素数较多、面积较大的小块构成。 它在一定条件下,可以克服线性滤波器如最小均方滤波,平均值滤波(平滑滤波)等所带来的图像 细节模糊,而且对滤除脉冲干扰及图像扫描噪声最有效。 中值滤波是用领域点的中值代替该点的数值,即 g(x,y)=Median[x1,x2,x3……xn] 其中x1,x2,x3……xn为点(x,y)及其领域的灰度值 例如,取一个二维窗口的大小(mxm),这里m只能取奇数,其中m==3,其中各像素灰度值如下:
梯度的幅值如下
在实际应用中,通常用绝对值对梯度幅值作近似处理
由矢量分析可知,梯度的方向定义为
式中角a是相对x轴的夹角 对于数字图像,同一阶微分算子算法
图像边缘检测
（2）Roberts算法
最简单的边缘检测算子是用图像的垂直和水 平差分来逼近梯度算子,1963年Roberts提出了 边缘检测算子,Roberts交叉算子为梯度幅值计 算提供了一种简单的近似方法: Roberts算子既直观也简单,但是效果并不好
图像锐化
对于数字图像f(i,j)来讲,拉普拉斯算子定义为: （1） 上式展开 （2）
同理求得 （3） 将（2）和（3）代入到（1）中
将上式加以变换,改写为如下形式·
从上式可以看出,数字图像在(i,j)点处的拉普拉斯算子，可以由点(i,j)的灰度值减去其邻域均值来求得
图像锐化
对于边缘需要增强的图像,我们可以选择上面 的三种算子对电力设备图像进行处理。其中 拉普拉斯算子对图像模糊的边缘有一定的增 强效果,相比较而言,梯度算法和Sobel算子边缘 增强锐化的效果更好。当我们处理的设备图 像对边缘要求较高时,我们可以选择后面的两 种算子进行边缘处理。
• •
•
对于数字图像,可以对上述公式做离散近似。若原图像f(x,y)在像素点(x,y)处的灰度为rk,则直方 图均化后的图像g(x,y)在点(x,y)处的灰度sk为
图像去噪
去噪的方法很多，常用的有：平滑滤波和中值滤波 1、平滑滤波 在假定加性噪声是随机独立分布的条件下,利用领域的平均或加权平 均可以有效抑制噪声干扰。图像平滑实际是低通滤波,让信号的低频部分 通过,阻截属于高频部分的噪声信号,显然,在减少随机噪声点影响的同时, 由于图像边缘部分也处在高频部分,平滑过程会导致边缘模糊化 平滑模板的思想是:通过待处理点和周围8个相邻点的平均来去除突然 变换的点,从而滤掉一定的噪声,其代价是图像有一定程度的模糊
图像锐化
• 图像锐化的主要目的就是加强图像中的目标边界和 图像细节。 • 进行锐化处理的图像必须要有较高的信噪比,否则, 图像进行锐化后,信噪比会降低,图像质量急剧下降。 另外,由于锐化将使噪声受到比信号还强的增强,故 必须小心处理。 • 一般都是先进行图像平滑,去除或减轻图像中的干扰 噪声,然后才进行锐化处理。 • 锐化技术可以在空间域进行,基本的方法是对图像进 行微分处理;在频率域则运用高通滤波技术。 • 一些常用的图像锐化方法,如微分算子算法、Sobe化
1、一阶微分算子算法 图像处理种常用的微分方法就是求梯度。对于一个连续函数f(x,y),它在点(x,y)处的梯度是一个矢量,定义为 点(x,y)梯度的幅度即为梯度矢量的模: （1） 对于数字图像f(x,y),由于数字图像的离散性,采用差分运算来近似替代微分运算,在其像素点(i,j)处,x方向和y方向上 的一阶差分定义为
各像素的位置
图像锐化
此时,式(1)可以近似为
为了方便计算,对式(1)进一步简化为
以上这种求梯度的方法又称为水平垂直差分法,如上图左所示。另外一种求梯度的方法叫做罗伯特梯度法 (RobertGrtldient),它是一种交叉差分计算法,如上图右所示。其数学表达式为
同样也可以简化为
由梯度的计算可知,在图像中灰度变化较大的边缘区域其梯度值较大,在灰度变化平缓的区域其梯度值较小,而在 灰度均匀区域其梯度值为零。所以,图像经过梯度运算后,剩下灰度值急剧变化的边缘处的那些像素点
图像锐化
2、 Sobel算子算法
微分算子方法锐化图像时,图像中的噪声、条纹 等同样得到加强,这在图像处理中会造成伪边缘和轮 廓。Sobel算子则在一定程度上克服了这个问题。 Sobel算子的基本思想是:以待增强图像的任意像 素(i,j)为中心,截取一个3x3的像素窗口
图像锐化
分别计算窗口中心像素在x,y方向上的梯度
图像边缘检测
• 常见的边缘检测有:梯度算子、Robert算子、Sobel算子、GauSS-Laplacan算子、拉普拉斯算子等 1、梯度算法 边缘检测是检测图像局部显著变化的最基本运算。边缘的锐利程度由图像灰度的梯度决定。梯度是一个向量,指出灰度变化的最快的方向和数 量。 梯度是一阶导数的二维等效式,对于图像f(x,y),在(x,y)处的梯度为一矢量
图像锐化
3、拉普拉斯算子算法 拉普拉斯算子是一种十分常用的图像边缘增 强处理算子。拉普拉斯算子是线性二次微分算子, 具有各向同性和位移不变性,从而满足不同走向 的图像边缘的锐化要求。 对于连续图像f(x,y),它的拉普拉斯算子为 当图像模糊是由于扩散现象引起时,拉斯运算 结果的k倍,即 。f为模糊图像,g为锐化 以后的图像,k是与扩散效应有关的系数。