【正文】 — 1 — 績(jī)效概述 績(jī)效管理 績(jī)效管理實(shí)施過(guò)程 KPI與 BSC 第 1 頁(yè) 醫(yī)學(xué)圖像處理 楊陽(yáng) ： 328131340 Tel： 18720717769 Email： — 2 — 績(jī)效概述 績(jī)效管理 績(jī)效管理實(shí)施過(guò)程 KPI與 BSC 第 2 頁(yè) 空間域圖像增強(qiáng) 03 — 3 — 績(jī)效概述 績(jī)效管理 績(jī)效管理實(shí)施過(guò)程 KPI與 BSC 第 3 頁(yè) 空間域圖像增強(qiáng) 03 — 4 — 績(jī)效概述 績(jī)效管理 績(jī)效管理實(shí)施過(guò)程 KPI與 BSC 第 4 頁(yè) 空間域圖像增強(qiáng) 03 ?一、什么是圖象增強(qiáng)？ 圖像增強(qiáng)是要突出圖像中的某些信息，同時(shí)削弱或去除某些不需要信息的一種處理方法，以得到對(duì)具體應(yīng)用來(lái)說(shuō) 視覺(jué)效果 更 “ 好 ” ，或更 “ 有用 ” 的圖像的技術(shù)。 — 5 — 績(jī)效概述 績(jī)效管理 績(jī)效管理實(shí)施過(guò)程 KPI與 BSC 第 5 頁(yè) 空間域圖像增強(qiáng) 03 ?二、為什么要增強(qiáng)圖象？ 圖像在傳輸或者處理過(guò)程中會(huì)引入噪聲或使圖像變模糊，從而降低了圖像質(zhì)量，甚至淹沒(méi)了特征，給分析帶來(lái)了困難。 原因 — 圖像在生成、傳輸或變換的過(guò)程中 ,受光源、成像系統(tǒng)性能以及通道帶寬和噪聲等因素影響，往往會(huì)出現(xiàn)清晰度下降、對(duì)比度偏低、動(dòng)態(tài)范圍不足、包含噪聲等降質(zhì)現(xiàn)象。為提高圖像質(zhì)量，需要進(jìn)行增強(qiáng)處理。 — 6 — 績(jī)效概述 績(jī)效管理 績(jī)效管理實(shí)施過(guò)程 KPI與 BSC 第 6 頁(yè) 空間域圖像增強(qiáng) 03 ① 獲得更“好”的圖像，主要是改善圖像的視覺(jué)效果，提高圖像的清晰度、對(duì)比度。 ② 獲得更“有用”的圖像，主要是將圖像轉(zhuǎn)換成一種更適合于人類(lèi)或機(jī)器進(jìn)行分析處理的形式，以便從圖像中獲取更多的有用信息。 ?三、目的 — 7 — 績(jī)效概述 績(jī)效管理 績(jī)效管理實(shí)施過(guò)程 KPI與 BSC 第 7 頁(yè) 空間域圖像增強(qiáng) 03 ① 根據(jù)所處理的空間不同，分為 : 基于圖像域的方法： 直接在圖像所在的空間進(jìn)行處理，有時(shí)也叫空域處理 基于變換域的方法： 在圖像變換域間接進(jìn)行，有時(shí)也叫頻域處理 ② 根據(jù)處理策略不同，分為： 點(diǎn)處理、鄰域處理、全圖處理 ?四、基本方法 — 8 — 績(jī)效概述 績(jī)效管理 績(jī)效管理實(shí)施過(guò)程 KPI與 BSC 第 8 頁(yè) 主要內(nèi)容 基本灰度變換 直方圖 處理 空間濾波 背景知識(shí) — 9 — 績(jī)效概述 績(jī)效管理 績(jī)效管理實(shí)施過(guò)程 KPI與 BSC 第 9 頁(yè) 主要內(nèi)容 第一部分背景知識(shí) 基本灰度變換 直方圖 處理 空間濾波 空間域增強(qiáng)定義 點(diǎn)操作 模板處理 — 10 — 第一部分 背景知識(shí) 1 空間域增強(qiáng)定義 空間域指象素組成的空間。空間域增強(qiáng)是指增強(qiáng)構(gòu)成圖像的像素，此項(xiàng)技術(shù)直接作用于象素?？捎上率蕉x： g(x,y)=T[f(x,y)] 其中 f和 g分別是增強(qiáng)前后的輸入和輸出圖象。 T是對(duì) f的一種操作，定義在（ x,y）的鄰域上。 這個(gè)變換不改變象素的位置，僅僅改變象素的灰度 f(x,y)。 — 11 — 第一部分 背景知識(shí) 1 空間域增強(qiáng)定義 定義一個(gè)點(diǎn) (x,y)鄰域的主要方法是 : ①鄰域：中心在 (x,y)點(diǎn)的正方形或矩形子圖像， ② 子圖像的中心從一個(gè)像素向另一個(gè)像素移動(dòng)， ③ T操作應(yīng)用到每一個(gè) (x,y)位置得到該點(diǎn)的輸出 g。 圖像中 (x,y)點(diǎn)的 3 3鄰域 — 12 — 第一部分 背景知識(shí) 2 點(diǎn)處理 如果變換 T僅用一個(gè)點(diǎn)，（即 1 1的鄰域，單個(gè)像素）稱(chēng) T為點(diǎn)運(yùn)算（點(diǎn)處理）。 ① 對(duì)比度擴(kuò)展技術(shù) ② T(r)產(chǎn)生兩級(jí) (二值 )圖像 , 閾值函數(shù) — 13 — 第一部分 背景知識(shí) 2 點(diǎn)處理 對(duì)比度增強(qiáng)的灰度級(jí)函數(shù) 對(duì) 比 度 拉 伸 閾 值 處 理— 14 — 第一部分 背景知識(shí) 3 模板處理 如果變換 T用到點(diǎn) (x,y)鄰域內(nèi)的點(diǎn)，那么記變換T為 g(x,y)=T(f(x,y)， n)，稱(chēng)為模板處理。 更大的鄰域有更多的靈活性，一般的方法是利用點(diǎn) (x,y)事先定義的鄰域里的一個(gè) f值的函數(shù)來(lái)決定 g在 (x,y)的值，主要是利用所謂的模板（也稱(chēng)為濾波器，核，掩模）。 模板是一個(gè)小的 (3 3)二維陣列， 模板的系數(shù)值決定了處理的性質(zhì) ，如圖像尖銳化等。以這種方法為基礎(chǔ)的增強(qiáng)技術(shù)通常是指 模板處理 或 空域?yàn)V波 。 — 15 — 第一部分 背景知識(shí) 3 模板處理 w1 w2 w3 w4 w5 w6 w7 w8 w9 模板 模板系數(shù) : z1 z2 z3 … z4 z5 z6 … z7 z8 z9 : ???????91992211 ...iii zwzwzwzwz— 16 — 績(jī)效概述 績(jī)效管理 績(jī)效管理實(shí)施過(guò)程 KPI與 BSC 第 16 頁(yè) 主要內(nèi)容 第二部分 圖像反轉(zhuǎn) 對(duì)數(shù)變換 冪次變換 分段線(xiàn)性變換函數(shù) 基本灰度變換 背景知識(shí) 直方圖 處理 空間濾波 — 17 — 第二部分 基本灰度變換 灰度變換（映射）原理 將圖象中的灰度值按某種規(guī)律映射成新灰度。在對(duì)于彩色圖象做灰度映射時(shí)應(yīng)注意保持色調(diào)和飽和度相同，只改變亮度。（ HSV） 將 f(x,y)中的每個(gè)像素灰度按 T操作直接變換以得到 g(x,y)。 直接灰度映射是一種點(diǎn)操作。 t 0 原灰度 新灰度 s )],([),( yxfTyxg ?— 18 — 第二部分 基本灰度變換 灰度級(jí)變換函數(shù) s = T(r) 三種基本類(lèi)型 ①線(xiàn)性的 (正比或反比 ) ②對(duì)數(shù)的 (對(duì)數(shù)和反對(duì)數(shù)的 ) ③指數(shù)的 (n次冪和 n次方根變換 ) 圖像反轉(zhuǎn) 對(duì)數(shù)變換 指數(shù)變換 rLs ??? 1)1lo g ( rcs ???crs ? 用于圖像增強(qiáng)的某些基本灰度變換函數(shù) 輸入灰度級(jí) ,r n次方根 正比 反對(duì)數(shù) 反比 rLs ??? 1對(duì)數(shù) )1lo g ( rcs ?? n次冪 s cr??輸出灰度級(jí) s— 19 — 第二部分 基本灰度變換 1 線(xiàn)性變換 反轉(zhuǎn)變換 圖象求反 對(duì)圖象求反是將原圖象的灰度值反轉(zhuǎn)。例如，黑底的照片變成白底的照片。設(shè)灰度有 L個(gè)等級(jí)。原灰度是 d，新灰度是 L1d。 L1 L1 0 原灰度 新灰度 d 1 ( 3 .2 1 )s L r? ? ? ?— 20 — 第二部分 基本灰度變換 1 線(xiàn)性變換 反轉(zhuǎn)變換 — 21 — 第二部分 基本灰度變換 1 線(xiàn)性變換 反轉(zhuǎn)變換 適于處理 增強(qiáng)嵌入于圖像暗色區(qū)域的白色或灰色細(xì)節(jié) ,特別是當(dāng)黑色面積占主導(dǎo)地位時(shí)。 灰度反轉(zhuǎn)圖像 — 22 — 第二部分 基本灰度變換 1 線(xiàn)性變換 線(xiàn)性變換 原因：灰度集中在某個(gè)較小的范圍（對(duì)比度低） 原理： 的動(dòng)態(tài)范圍 的動(dòng)態(tài)范圍 公式： ),( yxf ),( yxg],[ ba ],[ dccyxfabcdyxg ????? a]),() ] [/()[(),(),( yxg),( yxfc d a b ),( yxg),( yxfc d a b 壓縮效果 拉伸效果 — 23 — 第二部分 基本灰度變換 1 線(xiàn)性變換 分段線(xiàn)性變換 為了突出感興趣的目標(biāo)或灰度區(qū)間，相對(duì)抑制那些不感興趣的灰度區(qū)間，可采用分段線(xiàn)性變換。 — 24 — 第二部分 基本灰度變換 1 線(xiàn)性變換 分段線(xiàn)性變換 增強(qiáng)對(duì)比度 增加圖象的各部分的反差。例如圖象落在灰度s1和 s2之間的部分是感興趣的部分，而其他的部分不重要。那么可以把灰度 s1和 s2之間的部分的灰度反差變大。 1 對(duì)比拉伸 — 25 — 第二部分 基本灰度變換 1 線(xiàn)性變換 分段線(xiàn)性變換 ????????????????????ffg MyxfbbbMbyxfdMbyxfacabcdayxfayxfayxcfyxg),()/()),()((),()/())(),((),(0/),(),(a b fMgMc d ),( yxf),( yxg1 對(duì)比拉伸 — 26 — 第二部分 基本灰度變換 1 線(xiàn)性變換 分段線(xiàn)性變換 S1 S2 L1 0 L1 擴(kuò)展圖像處理時(shí)灰度級(jí)的動(dòng)態(tài)范圍。 1 對(duì)比拉伸 — 27 — 第二部分 基本灰度變換 1 線(xiàn)性變換 分段線(xiàn)性變換 (a) (b) (c) (d) (a)變換函數(shù)的形式 (b)低對(duì)比度圖像 (c)對(duì)比度拉伸的結(jié)果 (d)門(mén)限化的結(jié)果 1 對(duì)比拉伸 — 28 — 第二部分 基本灰度變換 1 線(xiàn)性變換 分段線(xiàn)性變換 若大部分像素的灰階分布在 [a, b]之間，小部分灰度級(jí)超出了此區(qū)域，為了改善增強(qiáng)效果，可以用如下所示的變換關(guān)系： 1 對(duì)比拉伸 — 29 — 第二部分 基本灰度變換 1 線(xiàn)性變換 分段線(xiàn)性變換 fMyxfbbyxfaayxfcayxfdabcdcyxg????????????????),(),(),(0)),((),(a b fMc d ),( yxf),( yxg1 對(duì)比拉伸 — 30 — 第二部分 基本灰度變換 1 線(xiàn)性變換 分段線(xiàn)性變換 把某部分的灰度變得突出， 提高特定灰度范圍的亮度。 2 灰度切割 s t — 31 — 第二部分 基本灰度變換 1 線(xiàn)性變換 分段線(xiàn)性變換 (a)加亮 [A,B]范圍 ,其他灰度減小為一恒定值 (b)加亮 [A,B]范圍 ,其他灰度級(jí)不變 2 灰度切割 (a) (b) 特點(diǎn)： 突出目標(biāo)的輪廓 消除背景細(xì)節(jié) 特點(diǎn)： 突出目標(biāo)的輪廓 保留背景細(xì)節(jié) — 32 — 第二部分 基本灰度變換 1 線(xiàn)性變換 分段線(xiàn)性變換 (c)原圖像 (d)使用 (a)變換的結(jié)果 2 灰度切割 (c) (d) (b) (a) — 33 — 第二部分 基本灰度變換 1 線(xiàn)性變換 分段線(xiàn)性變換 把數(shù)字圖像分解成為位平面，（每一個(gè)位平面可以處理為一幅二值圖像）對(duì)于分析每一位在圖像中的相對(duì)重要性是有用的。 （高階位如前 4位包含視覺(jué)上很重要的大多數(shù)數(shù)據(jù)；其它位對(duì)圖像中的更多微小細(xì)節(jié)有作用） 3 位圖切割 — 34 — 第二部分 基本灰度變換 1 線(xiàn)性變換 分段線(xiàn)性變換 把數(shù)字圖像分解成為位平面， （每一個(gè)位平面可以處理為一幅二值圖像） 對(duì)于分析每一位在圖像中的相對(duì)重要性是有用的。 （高階位如前 4位包含視覺(jué)上很重要的大多數(shù)數(shù)據(jù)；其它位對(duì)圖像中的更多微小細(xì)節(jié)有作用） 3 位圖切割 — 35 — 第二部分 基本灰度變換 1 線(xiàn)性變換 分段線(xiàn)性變換 例如每個(gè)象素點(diǎn)的灰度值用 8bit表示，假如某像素點(diǎn)的灰度值為 00100010，分解處理如下 : 3 位圖切割 01000100)0(0 0 0 0 0 0 0 0)2(0 0 0 0 0 0 1 0)0(0 0 0 0 0 0 0 0)0(0 0 0 0 0 0 0 0)0(0 0 0 0 0 0 0 0)32(0 0 1 0 0 0 0 0)0(0 0 0 0 0 0 0 0)0(0 0 0 0 0 0 0 0這樣這個(gè)位置的像素，就分解成了 8部分，各部分的值轉(zhuǎn)成十進(jìn)制就是該點(diǎn)在該位平面上的灰度值。 — 36 — 第二部分 基本灰度變換 1 線(xiàn)性變換 分段線(xiàn)性變換 3 位圖切割 — 37 — 第二部分 基本灰度變換 1 線(xiàn)