【正文】 重要的信息傳遞媒體和方式。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。人的生理視覺(jué)系統(tǒng)特性對(duì)微小的灰度變化不敏感，而對(duì)彩色的微小差別極為敏感。常見(jiàn)的彩色增強(qiáng)技術(shù)主要有假彩色增強(qiáng)及偽彩色增強(qiáng)兩大類?！　￡P(guān)鍵詞：偽彩色 圖像增強(qiáng) 灰度變換 傳遞信息 Based on gray transform image pseudo color enhancement algorithm design ABSTRACT　　Human convey information main media is the language and image. According to the statistics in human accept all of the information to account for 80%, visual information in so the image information is very important information media and the way. Man39。這樣使有用信息得到加強(qiáng)，從而得到一種更加實(shí)用的圖像或者轉(zhuǎn)換成一種更適合人或機(jī)器進(jìn)行分析處理的圖像。不同感知圖像的分類說(shuō)明了圖像信息的復(fù)雜性,而近代快速發(fā)展起來(lái)的計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)則使得自然景物的再現(xiàn)更容易、更靈活。從人眼視覺(jué)特性的角度來(lái)說(shuō),人眼對(duì)色彩差別的區(qū)分率遠(yuǎn)高于灰度差別。處理的結(jié)果使圖像更適應(yīng)于人的視覺(jué)特性或機(jī)器的識(shí)別系統(tǒng)。但其在去除圖像尖峰細(xì)節(jié)的同時(shí)也將圖像邊緣的跳變細(xì)節(jié)去除掉了，而使得圖像較模糊。高通濾波器有理想高通濾波器、梯形濾波器、指數(shù)濾波器等。而采用小波進(jìn)行去噪，由于其多分辨率特性，它用不同中心頻率的帶通濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，把主要反映噪聲頻率的尺度系數(shù)去掉，再把剩余尺度的系數(shù)結(jié)合起來(lái)做反變換，從而使得噪聲得到很好的抑制?？蔓惖热颂岢隽嘶谛〔ㄗ儞Q的圖像增強(qiáng)方法，該算法主要針對(duì)CR圖像，先將CR圖像進(jìn)行小波變換分解，針對(duì)各子圖像的特征，對(duì)高頻和低頻部分采用不同的處理，最后進(jìn)行小波變換得到增強(qiáng)后的CR圖像?？沼驁D像增強(qiáng)主要有灰度變換和直方圖均衡化處理。直方圖均衡化是空域圖像增強(qiáng)中應(yīng)用最廣泛的一種方法，其基本原理是使得處理后的圖像灰度級(jí)近似均勻分布，來(lái)達(dá)到圖像增強(qiáng)效果。近年來(lái)，一類基于直方圖分割的算法受到大家的廣泛關(guān)注，該算法處理圖像的側(cè)重點(diǎn)在處理后圖像的亮度保持上，使得處理后圖像更適合人眼特性觀察。 圖像輸出設(shè)備：硬拷貝（照相、激光拷貝、彩色噴墨打印等）；軟拷貝方法有 CRT顯示(Cathode Ray Tube)、液晶顯示器 LCD(Liquid Crystal Display)、場(chǎng)致發(fā)光顯示器FED(Field Effect Display)。1024= 。近年來(lái)計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別與計(jì)算機(jī)圖像理解技術(shù)發(fā)展很快，圖像并行處理能力也大大增強(qiáng)，圖像處理除供人觀看外，還發(fā)展了與計(jì)算機(jī)視覺(jué)有關(guān)的應(yīng)用，如郵件自動(dòng)分撿、車輛自動(dòng)駕駛等。 　　彩色查找表CLUT是一個(gè)事先做好的表，表項(xiàng)入口地址也稱為索引號(hào)。使原圖像細(xì)節(jié)更易辨認(rèn)，目標(biāo)更容易識(shí)別。它是把黑白圖像的灰度級(jí)從0（黑）到M0(白)分成N個(gè)區(qū)間Li,i=1,2,…,N。它是根據(jù)色度學(xué)的原理，將原圖像的灰度分段經(jīng)過(guò)紅、綠、藍(lán)三種不同變換，變成三基色分量，然后用它們分別去控制彩色顯示器的紅、綠、藍(lán)電子槍，便可以在彩色顯示器的屏幕上合成一幅彩色圖像。由于人眼對(duì)彩色的分辨能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)灰度的分辨能力，所以將灰度圖像轉(zhuǎn)化成彩色表示，就可以提高對(duì)圖像細(xì)節(jié)的辨別力?！　≈档米⒁獾氖?，偽彩色雖然能將黑白灰度轉(zhuǎn)化為彩色，但這種彩色并不是真正表現(xiàn)圖像的原始顏色，而僅僅是一種便于識(shí)別的偽彩色。實(shí)際上，大多數(shù)新的處理方法都是以這三類方法為基礎(chǔ)演變而來(lái)的。 偽彩色圖像處理技術(shù)發(fā)展歷史較早，源于美工與紡織，最初是通過(guò)涂抹，憑色感經(jīng)驗(yàn)對(duì)黑白圖像著色。圖像增強(qiáng)總是以對(duì)某一部分信息的強(qiáng)調(diào)和另一部分的損失為代價(jià)，不要求真實(shí)地反映原始圖像，這一點(diǎn)和圖像復(fù)原(Image Restoration)恰恰相反。 加權(quán)平均值法：R=G=B=(Rr+Gg+Bb)/3 ，其中 r 為紅色權(quán)值，g 為綠色權(quán)值，b為藍(lán)色權(quán)值。圖像像素矩陣是雙精度類型時(shí)，像素值 1 將指向調(diào)色板的第一行，數(shù)值 2 指向第二行；像素矩陣是 unit6 或unit16 無(wú)符號(hào)整數(shù)類型，則像素值 0 指向調(diào)色板的第一行，1 指向第二行。如美國(guó) DIGICOL 電子觀察儀 6010，日本PHOSDAC700，1000，1200，國(guó)產(chǎn) NST1 密度分割偽彩色儀，能把不同灰度級(jí)的圖像以 12 種彩色顯示，并可求出某一彩色區(qū)域占全圖的比例。 事實(shí)上除自己能發(fā)光的物體（光源）具有一定的彩色稱為光源色外，一般物體本身并不發(fā)光，而是在光源的照射下呈現(xiàn)彩色，稱為物體色。非單波長(zhǎng)連續(xù)光譜日光的白色可由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、青、紫組成，也可由紅、綠、藍(lán) 3 種單色光形成，兩種方案的彩色形成，對(duì)于人眼都是同一種感覺(jué)，即同樣的彩色感覺(jué)可以由另外相應(yīng)的光譜段組成，據(jù)此形成了圖像處理中各種類型的彩色分析法。 3 種的基色配成。 5．彩色相加定律：若彩色 c1 與彩色 c2 相匹配（同樣彩色感覺(jué)），而彩色 c3 與彩色 c4 相匹配，那么 c1 與 c3 相混的彩色與 c2 和 c4 相混的顏色相匹配。顏色的實(shí)質(zhì)是一種光波。人眼最為敏感的光是黃綠光，即555nm附近，例如，當(dāng)在一個(gè)晴朗的日子里，我們看到陽(yáng)光下的某物體呈現(xiàn)紅色時(shí)，那是因?yàn)樵撐矬w吸收了其它波長(zhǎng)的光，而把紅色波長(zhǎng)的光反射到我們?nèi)搜劾锏木壒?。目前常用的顏色模型按用途可分為兩類，一類面向硬件設(shè)備，如視頻監(jiān)視器、彩色攝像機(jī)或打印機(jī)等?！皥D”，英文 Picture，指圖片、圖畫、各種照片以及光學(xué)影像，是采用繪畫或者拍照的方法獲得的，是對(duì)人、物、景的模擬，代表了物體反射或透射光的分布，是客觀存在的。它是一組圖像在時(shí)間軸上的有序排列，是二維圖像在一維時(shí)間域上構(gòu)成的序列圖像。但隨著圖像復(fù)雜程度的增加，計(jì)算機(jī)著色所花的時(shí)間就大大增加，難以制成色調(diào)豐富或色彩變化太多的圖像，繪制出的圖形不很逼真，而且不易在各軟件間交換，較適于存儲(chǔ)各種圖表和工程設(shè)計(jì)圖。符號(hào)(Symbol)與文字(Character)：符號(hào)包括各種描述量、數(shù)據(jù)、語(yǔ)言等，其中最重要的是數(shù)值它用特定值表示了比圖形更高級(jí)的抽象，例如 ASCII 碼、中文圖標(biāo)碼等。 平面數(shù)字圖像是連續(xù)圖像的一種近似表示，通常用離散采樣點(diǎn)的值所組成的n m二維矩陣 I[n, m]來(lái)表示，如每一個(gè)采樣單元叫做一個(gè)像素(pixel)，n、m 分別為數(shù)字圖像矩陣在行列方向上的像素總數(shù)。對(duì)于同樣大小的兩幅圖，如果組成圖像的像素?cái)?shù)目越多，說(shuō)明圖像的分辨率越高，看起來(lái)就越逼真。分辨率越高，像素就越多?，F(xiàn)在越來(lái)越多的計(jì)算機(jī)配置液晶顯示器 LCD(liquid crystal display)，但從輸出圖像的色彩效果來(lái)看，仍達(dá)不到 CRT 顯示質(zhì)量。如果顯示屏的分辨率設(shè)置為640480，一幅 320240 的圖像只占顯示屏的 1/4，而一幅 24003000 的圖像此時(shí)就不能以 100%的大小完整顯示。等空間頻率偽彩色編碼是對(duì)圖像的不同的空間頻率賦予不同的顏色；等密度偽彩色編碼則是對(duì)圖像的不同灰度賦予不同的顏色。理論上講，矩陣可以表述所有量化的數(shù)字，所有的數(shù)字都可以變成圖來(lái)表達(dá)，在 MATLAB中稱為偽彩色，在 PHOTOSHOP 中叫索引色。 33 偽彩色處理系統(tǒng)流程 偽彩色處理方法了解了偽彩色處理系統(tǒng)的一般構(gòu)成后，就要研究現(xiàn)在流行的各種偽彩色處理方法的核心機(jī)制?；叶葓D像的彩色化顯示，必然涉及到灰度的映射變換，將二維數(shù)據(jù)陣列分別轉(zhuǎn)換到 R、G、B 三基色平面上，在顯示設(shè)備合成后輸出彩色圖像，這種關(guān)系可表示為： 密度分層法該方法又稱灰度分割法，屬于空間域處理，也是偽彩色處理技術(shù)中最基本、最簡(jiǎn)單的方法。如在某一個(gè)灰度級(jí)如 f0(x, y)上設(shè)置一個(gè)平行于坐標(biāo)平面的切割平面，對(duì)切割平面下面的即灰度級(jí)小于 f0(x, y)的象素分配給一種顏色（如藍(lán)色），相應(yīng)地對(duì)切割平面上面的即灰度級(jí)大于 f0(x, y)的象素分配給另一種顏色（如紅色）。專用偽彩色密度分割儀，國(guó)內(nèi)外都有市售產(chǎn)品，能計(jì)算圖像中某灰度級(jí)面積等，但所得偽彩色圖像視覺(jué)效果不理想，變換出的彩色數(shù)目有限，色彩生硬，且量化噪聲大（即分割誤差）。下面給出兩種對(duì)灰度圖像進(jìn)行偽彩色處理的代碼方案及其 Matlab 模擬程序，給出的代碼處理對(duì)象為 24 位位深的灰度圖像?？梢?jiàn)，只有在灰度為零時(shí)呈藍(lán)色，灰度為 L/2 時(shí)呈綠色，灰度為 L 時(shí)呈紅色，灰度為其它值時(shí)將由三基色混合成不同的色調(diào)。而且可以結(jié)合其它處理辦法，在附加處理中實(shí)施（如直方圖修正等），使其彩色對(duì)比度更強(qiáng)。像素自身變換法是由像素的灰度值(正像素)得到相應(yīng)的負(fù)像素和正、負(fù)像素的疊加像素，然后將正像素、負(fù)像素和正、負(fù)像素的疊加像素分別送到彩色顯像管的紅、綠、藍(lán)三基色電子槍。倫琴因發(fā)現(xiàn) X 射線獲得 1901年首屆諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)；Hounsfield 和 Cormack 因發(fā)明 CT(puted tomography)獲得1979 年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)；Bloch 和 Purcell 因發(fā)現(xiàn) NMR 現(xiàn)象獲得 1952 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)；發(fā)明 MRI 中 Fourier 重建方法的 Ernst 獲得 1991 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)；Crick 和Watson 用生物分子的 X 射線衍射圖像，發(fā)現(xiàn)了的 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)，被譽(yù)為上世紀(jì)三大科技成就之一，他們和 Wilkins 一起獲得 1962 年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。 紅外熱像儀目前的紅外技術(shù)處于初級(jí)階段的后期，正向中級(jí)階段發(fā)展，其標(biāo)志是研制出了雙色或多色紅外探測(cè)器，得到了目標(biāo)熱圖像的彩色照片。紅外成像技術(shù)主要應(yīng)用在軍事、科學(xué)和商業(yè)領(lǐng)域。第四章 紅外中波細(xì)分圖像的偽彩色增強(qiáng)研究從紅外中波段的大氣光譜透過(guò)率曲線(圖1)可以看出在4. 1~4. 5μm左右的大氣透過(guò)率是非常低的,可以把中波段在4. 3μm左右劃分成兩個(gè)細(xì)分波段[1, 2].從成像的角度來(lái)比較而言,兩個(gè)細(xì)分波段各有特點(diǎn)。 受太陽(yáng)輻射的影響不同:由于太陽(yáng)輻射到達(dá)地面的波段范圍一般為0. 24~4. 0μm,波長(zhǎng)小于4. 0μm的地物的紅外輻射與太陽(yáng)及地物的反射有關(guān)。探測(cè)器在兩個(gè)波段的成像特性不同是一種HgCdTe焦平面陣列在中波兩個(gè)細(xì)分波段有效量子效率的直方圖,將中波段劃分為更窄的波段,使成像波段更加精細(xì),可以利用各個(gè)細(xì)分波段的特點(diǎn)和目標(biāo)在不同細(xì)分波段的特性分別成像,獲得各自信噪比高的圖像,再通過(guò)后處理獲得質(zhì)量更高的圖像。由于兩個(gè)細(xì)分波段的特點(diǎn)不同,各自的高頻信息表現(xiàn)不同,因此圖像增強(qiáng)處理應(yīng)盡量提取