數(shù)字圖像處理-畸變校正(已修改)
2025-06-30 03:53 本頁面
【正文】 數(shù) 字 圖 像 處 理圖像畸變及校正1 圖像畸變介紹從數(shù)字圖像處理的觀點來考察畸變校正, 實際上是一個圖像恢復的過程, 是對一幅退化了的圖像進行恢復。在圖像處理中，圖像質量的改善和校正技術，也就是圖像復原，當初是在處理從人造衛(wèi)星發(fā)送回來的劣質圖像的過程中發(fā)展、完善的。目前，圖像畸變校正的應用領域越來越廣，幾乎所有涉及應用掃描和成像的領域都需要畸變校正。圖像在生成和傳送的過程中，很可能會產生畸變，如：偏色、模糊、幾何失真、幾何傾斜等等。前幾種失真主要是體現(xiàn)在顯示器上，而后一種失真則多與圖像集角度有關。不正確的顯影，打印、掃描，抓拍受反射光線的影響等方式，都會使圖像產生偏色現(xiàn)像。模糊、幾何畸變主要是在儀器采集圖片過程中產生，大多是因機器故障或操作不當影響導致，如在醫(yī)學成像方面。而幾何空間失真廣泛存在于各種實際工程應用中，尤其是在遙感、遙測等領域。2 畸變產生的原因 在圖像的獲取或顯示過程中往往會產生各種失真（畸變）：幾何形狀失真、灰度失真、顏色失真。引起圖像失真的原因有：成像系統(tǒng)的象差、畸變、帶寬有限、拍攝姿態(tài)、掃描非線性、相對運動等。傳感器件自身非均勻性導致響應不一致、傳感器件工作狀態(tài)、非均勻光照條件或點光源照明等；顯示器件光電特性不一致；圖像畸變的存在影響視覺效果，也是影響圖像檢測系統(tǒng)的形狀檢測和幾何尺寸測量精度的重要因素之一。3 圖像畸變校正過程所用到的重要工具灰度直方圖是關于灰度級分布的函數(shù)，是對圖象中灰度級分布的統(tǒng)計?；叶戎狈綀D是將數(shù)字圖象中的所有像素，按照灰度值的大小，統(tǒng)計其所出現(xiàn)的頻度。通常，灰度直方圖的橫坐標表示灰度值，縱坐標為想像素個數(shù)。直方圖上的一個點的含義是，圖像存在的等于某個灰度值的像素個數(shù)的多少。這樣通過灰度直方圖就可以對圖像的某些整體效果進行描述。從數(shù)學上講，圖像的灰度直方圖是圖像各灰度值統(tǒng)計特征與圖像灰度值出現(xiàn)的頻率。從圖形上來講，它是一個一維曲線，表征了圖像的最基本的統(tǒng)計特征。 作為表征圖像特征的信息而在圖像處理中起著重要的作用。由于直方圖反映了圖像的灰度分布狀況，所以從對圖像的觀察與分析，到對圖像處理結果的評價，灰度直方圖都可以說是最簡單、最有效的工具。4 圖像顏色畸變校正介紹圖像顏色畸變現(xiàn)象可以是由攝像器材導致，也可以是由于真實環(huán)境本身就偏色導致，還有的是由于圖像放置過久氧化、老化導致。無論其產生的原因如何，其校正方法都是類似的。 如果用Matlab顯示顏色畸變的圖像RGB基色直方圖 ，發(fā)現(xiàn)相對正常圖像，顏色畸變的圖像的直方圖的三種基色的直方圖中至少有一個直方圖的像素明顯集中集中在一處，或則集中在0處或則集中在255處，而另一部分有空缺，或則集中在中間而兩邊空，因此通過調整該直方圖的像素點的像素值在區(qū)間[0，255]上的分布來解決圖像顏色畸變問題。如果直方圖中像素集中在0一邊則說明該基色偏暗，如果集中在255處則說明該基色偏亮。下圖是一有顏色畸變的圖像的基色B的直方圖。圖1 基色B的直方圖很明顯幾乎所有像素點都集中在區(qū)間[a,b]上，這是偏暗的情況。那么要做的是把代
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