4.1 图像的对比度增强 图像对比度增强定义 采用图像灰度值变换的方法，即改变图像像素的灰度值， 以改变图像灰度的动态范围，增强图像的对比度。 设原图像为f(m,n),处理后为g(m,n),则对比度增强可表示为 8(m,n)=T[f (m,n)] 其中，T[·]表示增强图像和原图像的交度变换关系（函 数)c Digital Image Processing
Digital Image Processing Digital Image Processing ◘图像对比度增强定义 图像对比度增强定义 采用图像灰度值变换的方法，即改变图像像素的灰度值， 采用图像灰度值变换的方法，即改变图像像素的灰度值， 以改变图像灰度的动态范围，增强图像的对比度。 以改变图像灰度的动态范围，增强图像的对比度。 设原图像为f(m,n)，处理后为g(m,n)，则对比度增强可表示为 ，则对比度增强可表示为 其中， 表示增强图像和原图像的灰度变换关系（函 表示增强图像和原图像的灰度变换关系（函 数）。 gmn T f mn ( , ) [ ( , )] 4.1 图像的对比度增强 图像的对比度增强 = T[ ]i
4.1 图像的对比度增强 灰度线性变换 ■3 交度的线性变换：设原图像灰值f(m,n)∈[a,b]线性变换 后的取值g(m,n)∈[c,d],则线性变换如图4.1-1所示。变换关 系式为 g(m,n)=c+k[f(m,n)-a] 其中k= d-c 称为变换函数（直线）的斜率。 b-a Digital Image Processing
Digital Image Processing Digital Image Processing ◘灰度线性变换 ▓ 灰度的线性变换 灰度的线性变换：设原图像灰值 线性变换 后的取值 ，则线性变换如图 ，则线性变换如图4.1-1所示。变换关 系式为 其中 称为变换函数（直线）的斜率。 称为变换函数（直线）的斜率。 ( ,) [,] 4.1 图像的对比度增强 图像的对比度增强 f mn ab ∈ gmn cd ( , ) [, ] ∈ g ( ,) [( ,) ] mn c k = + − f mn a d c k b a − = −
4.1 图像的对比度增强 8(m,n) g(m n) f(m,n) 0 0 (a) (b) 图4.1.1灰度线性变换关系 (a)k=d-c>0 d-c<0 b-a (b)k= b-a Digital Image Processing
Digital Image Processing Digital Image Processing 4.1 图像的对比度增强 图像的对比度增强 a b c d a b d c g ( ,) m n f (,) m n gmn ( ,) 图4.1.1 灰度线性变换关系 0 d c k b a − = < − 0 d c k b a − = > − 。 （a） （b） （a） （b）
4.1 图像的对比度增强 根据[a,b]和[c,d]的取值大小可有如下几种情况： (1)扩展动态范围：若[a,b]c[c,d],即k>1,则结果会使图像灰度取值 的动态范围展宽，这样就可改善曝光不足的缺陷，或充分利用图像显示 设备的动态范围。 (2)改变取值区间：若k=1,即d-c=b-a, 则变换后灰度动态范围 不变，但灰度取值区间会随a和C的大小而平移。 (3)缩小动态范围：若[c,d]c[a,b],即0<k<1,则变换后图像动态范 围会变窄。 (4)反转或取反：若k<0,即对于b>a，有d<C则变换后图像的灰度 值会反转，即原亮的变暗，原暗的变亮。在k=-1时，8(m,)即为 f(m,n)的取反。 Digital Image Processing
Digital Image Processing Digital Image Processing 根据[a,b]和[c,d]的取值大小可有如下几种情况： （1）扩展动态范围：若 ，即 ，则结果会使图像灰度取值 的动态范围展宽，这样就可改善曝光不足的缺陷，或充分利用图像显示 设备的动态范围。 （2）改变取值区间：若 ，即 ，则变换后灰度动态范围 不变，但灰度取值区间会随a和c的大小而平移。 （3）缩小动态范围：若 ，即 ，则变换后图像动态范 围会变窄。 （4）反转或取反：若 ，即对于 ，有 则变换后图像的灰度 值会反转，即原亮的变暗，原暗的变亮。在 时， 即为 的取反。 [, ] [, ] ab cd ⊂ k >1 k =1 dc ba − = − [, ] [, ] cd ab ⊂ 0 1 < < k k < 0 b a > d c < k = −1 gmn (,) f (,) m n 4.1 图像的对比度增强 图像的对比度增强
4.1 图像的对比度增强 ■东度分段线性变换 (1)扩展感兴趣的，牺牲其它 对于感兴趣的[a,b]区间，采用斜率大于I的线性变换来进行扩展，而把其 它区间用a或b来表示。变换函数为 a f(m,n)<a d-c g(m,n)={c+ [f(m,n)-a小；a≤f(m,nm)≤b b-a b f(m,n)>b (2)扩展感兴趣的，压缩其它 在扩展感兴趣的[a,b]区间的同时，为了保留其它区间的灰度暴次，也可以 采用其它区间压缩的方法，即有扩有压。变换函数为 cfm,n） 0≤f(m,n)<a gm.nm）={c+d-Cfm.m）-aa≤fm.m)sb b-a d+ N-dif(m.n)-b]:b<f(m.n)sM M-b Digital Image Processing
Digital Image Processing Digital Image Processing ▓ 灰度分段线性变换 （1） 扩展感兴趣的，牺牲其它 对于感兴趣的[a,b]区间，采用斜率大于1的线性变换来进行扩展，而把其 它区间用a或b来表示。变换函数为 （2） 扩展感兴趣的，压缩其它 在扩展感兴趣的[a,b]区间的同时，为了保留其它区间的灰度层次，也可以 采用其它区间压缩的方法，即有扩有压。变换函数为 ; (,) ( , ) [ ( , ) ]; ( , ) ; (,) a f mn a d c g mn c f mn a a f mn b b a b f mn b ⎧ < ⎪⎪ − = ⎨ + −≤ ≤ − ⎪⎪ > ⎩ 4.1 图像的对比度增强 图像的对比度增强 (,) ; 0 (,) - ( , ) [ ( , ) ]; ( , ) - [ ( , ) ]; ( , ) c f m n f mn a a d c g mn c f mn a a f mn b b a N d d f mn b b f mn M M b ⎧ ≤ < ⎪⎪⎪ = ⎨ + − ≤≤ ⎪⎪ − + −< ≤ ⎪⎩ −