【正文】 2022/1/3 頻域圖像增強 4）高斯高通濾波器 高斯高通濾波器的系統(tǒng)函數(shù)表示為 式中， D0為距原點的距離稱為截止頻率，高斯高通濾波器的傳輸特性和剖面圖如下所示。它對圖像的濾波效果比前兩個濾波器更平滑，即使是對微小物體和細線條對應(yīng)高斯濾波器過濾也是比較清晰的。 ? ? ? ?22 0, / 2,1 D u v DhpH u v e ???2022/1/3 頻域圖像增強 高斯高通濾波器傳輸特性 2022/1/3 頻域圖像增強 5）梯形高通濾波器 梯形高通濾波器的系統(tǒng)函數(shù)表示為 ? ?? ?? ?? ?? ?11100100,1,D u v DD u v DH u v D D u v DDDD u v D? ????? ? ????? ??2022/1/3 頻域圖像增強 梯形高通濾波器傳輸特性 2022/1/3 頻域圖像增強 6）各種高通濾波器濾波效果 利用各種高通濾波器對原始圖像進行濾波，可以消除模糊，突出邊緣。 采用高通濾波器讓高頻成分通過，削弱低頻成分，再經(jīng)過傅里葉逆變換得到邊緣銳化的圖像。如下圖所示，圖像的高通濾波只保留了邊緣細節(jié)等高頻成分，削弱了低頻成分。 2022/1/3 頻域圖像增強 高通濾波器濾波效果 2022/1/3 頻域圖像增強 利用同態(tài)系統(tǒng)進行圖像增強處理是把頻率過濾和灰度變換結(jié)合起來的一種處理方法。是把圖像的照明反射模型作為頻域處理的基礎(chǔ)，利用壓縮亮度范圍和增強對比度來改善圖像的一種處理技術(shù)。 2022/1/3 頻域圖像增強 同態(tài)濾波增強的具體步驟如下： （ 1）對上式兩邊取對數(shù)可以把式中的乘性分量變成加性分量，即 經(jīng)過對數(shù)變換以后，圖像由照度分量和反射分量兩部分疊加而成。 ? ? ? ? ? ?, , ,f x y i x y r x y?? ? ? ? ? ?l n , l n , l n ,f x y i x y r x y??2022/1/3 頻域圖像增強 （ 2）對上式進行傅里葉變換，得到 （ 3）用一個頻域系統(tǒng)函數(shù)進行處理，可得到 這里 H(u,v)稱為同態(tài)濾波函數(shù)，它可以分別作用于照度分量和反射分量上。 ? ? ? ? ? ?, , ,F u v I u v R u v??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?, , , , , ,H u v F u v H u v I u v H u v R u v??2022/1/3 頻域圖像增強 （ 4）對上式進行傅里葉逆變換，得到 （ 5）再對上式兩邊進行指數(shù)運算，得到 式中， 是處理后的照度分量， 是處理后反射分量。用同態(tài)濾波方法進行圖像增強的流程圖如下： ? ? ? ? ? ?, , ,f i rh x y h x y h x y??? ? ? ? ? ? ? ?, , f irh x y h x y h x yg x y e e e?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? ?,ih x ye???? ? ?,rh x ye????2022/1/3 頻域圖像增強 圖像對數(shù)的傅里葉變換中的低頻分量主要對應(yīng)照度分量，而高頻部分主要對應(yīng)反射分量。 根據(jù)這些特性可以設(shè)計一個對高頻分量和低頻分量有不同影響的濾波函數(shù) H(u,v)。處理結(jié)果會使像素灰度的動態(tài)范圍或圖像的對比度得到增強。 2022/1/3 彩色增強技術(shù) 偽彩色增強是把灰度圖像的各不相同灰度級按照線性或非線性的映射函數(shù)變換成不同的色彩，得到一幅彩色圖像的技術(shù)。它使原圖像細節(jié)更易辨認，目標更容易識別。偽彩色增強的方法主要有以下三種。 2022/1/3 彩色增強技術(shù) 1）密度分割法 密度分割法是偽彩色圖像增強中一種最簡單的方法。它把灰度圖像的灰度級從 0（黑）到 M（白）分成 N個區(qū)間Li(i=1,2,…,N)，給每個區(qū)間指定一種顏色，這樣，便可以把一幅灰度圖像變?yōu)橐环鶄尾噬珗D像。這種方法比較簡單，但是變換出來的顏色數(shù)目有限。 2022/1/3 彩色增強技術(shù) 假設(shè)原圖像共有 M個灰度級，分別為 Li（ i=1,2,…,M），其中 L1為黑色， LM為白色。在原圖像的灰度級 Li處定義 M個平面，這些平面是等間距的。這樣就完成了等密度分層。對于每一個平面，即每一個灰度級 Li都指定一種顏色 Ci，完成了圖像的偽彩色增強。 2022/1/3 彩色增強技術(shù) 密度分割空間示意圖 2022/1/3 彩色增強技術(shù) 2）空間域灰度 彩色變換合成法 一種更常見的方法，能更好的實現(xiàn)偽彩色增強效果，處理過程如下圖所示： 灰度 彩色空間示意圖 2022/1/3 彩色增強技術(shù) 灰度 彩色空間變換函數(shù) 2022/1/3 彩色增強技術(shù) 灰度 彩色空間變換函數(shù) 2022/1/3 彩色增強技術(shù) 【 例 】 ：實現(xiàn)灰度圖像的 16級偽彩色顯示，將輸入圖像轉(zhuǎn)換為 16灰度級。 偽彩色增強圖像 2022/1/3 彩色增強技術(shù) 3）頻率域偽彩色增強 在實際應(yīng)用中，根據(jù)需要針對圖像中的不同頻率成分加以彩色增強。將灰度圖像經(jīng)過傅里葉變換到頻率域，在頻率域用三個不同傳遞特性的濾波器分離成三個獨立分量，然后對它們進行傅里葉逆變換，得到三幅代表不同頻率分量的單色圖像，接著再對這三幅圖像作附加處理，最后將它們作為三基色分量加到彩色顯示器的紅、綠、藍的顯示通道，從而實現(xiàn)頻率域分段的偽彩色增強。 2022/1/3 彩色增強技術(shù) 頻率域偽彩色增強處理框圖 2022/1/3 彩色增強技術(shù) 頻率域偽彩色增強處理 2022/1/3 彩色增強技術(shù) 假彩色增強就是將一幅由三基色描繪的彩色原圖像或具有同一內(nèi)容的一套光譜圖像，逐像素映射到由三基色值所確定的色度空間上去，這種映射可以是線性的也可以是非線性的。假彩色增強使圖像中各目標呈現(xiàn)出與原圖像中不同的彩色。 2022/1/3 彩色增強技術(shù) 假彩色增強的目的有兩個：一是使感興趣的目標呈現(xiàn)奇異的彩色或置于奇特的彩色環(huán)境中，從而更引人注目；另一個是使景物呈現(xiàn)出與人眼色覺相匹配的顏色，以提高對目標的分辨力。 假彩色增強的一個重要應(yīng)用適用于遙感多光譜圖像。多光譜圖像中除了可見光波段圖像外，還包括一些非可見光波段圖像，如紅外光，由于具有夜視功能，因此可得到可見光波段無法獲得的信息。 2022/1/3 彩色增強技術(shù) 多光譜圖像的假彩色增強可表示為 式中， gi表示第 i波段圖像， fR,fG,fB表示函數(shù)運算，RF,GF,BF為圖像經(jīng)過增強處理后的三基色分量。 ? ?? ?? ?121212, , , , , , , , , ,F R iF G iF B iR f g g gG f g g gB f g g g?????? ??2022/1/3 彩色增強技術(shù) 對于自然景色圖像，通用的線性假彩色映射可表示為 式中 ，分可以調(diào)整的大于零的常數(shù)。應(yīng)用式將原圖像的三基色 轉(zhuǎn)換成另一組新的三基色分量RF,GF,BF，從而達到假彩色增強的目的。 , , , 1, 2 , 3iiia b c i ?,fffG R B111222333FfFfR a b c RG a b c GB a b c B??? ? ? ???? ? ? ?? ??? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ??