发布时间 : 星期一 文章matlab在信号与图像处理中的应用第11章更新完毕开始阅读ef072881e53a580216fcfe1e
为伪彩色，伪彩色增强实质上只是一个图像的着色过程，是一种灰度到彩色的映射技术。真彩色增强则是对原始图像本身所具有的颜色进行调节，是一个彩色到彩色的映射过程。下面将对这两种方法进行详细介绍。
11.4.1 伪彩色增强
所谓伪彩色处理，就是将图像中黑白灰度级经由线性或非线性变换成不同彩色。分层越多，人眼所能提取的信息也越多，从而达到图像增强的效果。这是一种视觉效果明显，有不太复杂的图像增强技术。
伪彩色增强技术不仅适用于航空摄影和遥感图片，也可用于X光片及云图的判读方面。可以在计算机用软件去操作，也可用硬件设备来实现。
1. 灰度分层法伪彩色处理 令原始黑白图像的灰度范围为
0?f?x,y??L (11-37)
用k+1个灰度等级把灰度范围分为k段，即
l0,l1,l2,?,lkl0?0(黑)，lk?L(白)
这样就完成了等密度分层，分层数k可以根据需要的精度任意设置。映射每一段灰度成一种颜色，按如下映射关系分配颜色，即
g?x,y??cili?1?f?x,y??l1,i?1,2,?,k (11-38)
其中，g?x,y?为输出的伪彩色图像；ci为灰度在?li?1,l1?中时所映射成的色彩。
经过这种映射处理后，原始黑白图像f?x,y?就变成了伪彩色图像g?x,y?。若原始图像
f?x,y?的灰度分布遍及上述k个灰度段，则伪彩色图像g?x,y?就具有k种色彩。
2. 灰度变换法的伪彩色处理
依据三原色原理：每种彩色由红、绿、蓝三原色适当按比例合成。利用变换法对黑白图像进行伪彩色处理的表达式为：
R?x,y??TR?f?x,y?????G?x,y??TG?f?x,y??? (11-39)
?B?x,y??TB?f?x,y????式中，R?x,y?、G?x,y?、B?x,y?分别表示伪彩色中三原色分量的数值；f?x,y?为
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第11章 图像增强
处理前图像的灰度值；TR、TG、TB表示三原基色与原灰度值f?x,y?的变换关系。所以，变换法的过程是：对输入图像的灰度值实行3种独立的变换TR???、TG???、TB???得到对应的红、绿、蓝三原色；然后，根据不同场合，用这三原色值对应的电平值控制图像显示器的红、绿、蓝三色电子枪，得到伪彩色图像的显示输出；或者用三原色值对应的电平值作为彩色硬拷贝机的三原色输入，得到伪彩色图像的硬拷贝（如彩色胶片或彩色照片）。 3. 频域伪彩色处理
在频域伪彩色处理中，伪彩色图像的色彩取决于黑白图像的空间频率。据此，可将原始黑白图像中感兴趣的空间频率成分以某种特定的色彩来表示。设计3种不同滤波功能的滤波器，对原始黑白图像进行滤波，3个滤波器的输出经过适当处理，作为彩色输出设备的红、绿、蓝三原色输入，最后输出按原始黑白图像的频率分布形成的伪彩色图像。
空间频域处理的框图如图11-19所示，其中附加处理是指直方图均衡化、反转等操作。
图11-19 空间频域处理框图
4. 彩色图像的伪彩色处理
在有些场合下，为了突出某些图像细节内容，把其变成人眼敏感的彩色，从而引起特殊关注，需要把自然彩色图像变成伪彩色图像。处理形式为
?Rg???1????Gg????2?Bg??????3?1?1??Rf??? (11-40) ?2?2???Gf???3?3????Bf?式中，Rg、Gg、Bg为处理后的伪彩色图像的三原色分量；Rf、Gf、Bf为原始图像的三
??1?原色分量；?2????3?1?1??2?2??是彩色变换矩阵，根据需要选定。 ?3?3??5. 多光谱图像的伪彩色处理
多光谱图像就是用不同波段的光束形成同一物体的图像。利用多光谱图像直接地配合分析，可以较方便地区分所感兴趣的景物信息。经常采用的一种技术是伪彩色合成，即将同一
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景物的多光谱图像合成为一幅图像，所合成的图像一般采用伪彩色图像的形式输出。
多光谱图像的伪彩色处理可用下式表示：
Rg?TR?f1,f1,?fn???Gg?TG?f1,f1,?fn?? (11-41) Bg?TB?f1,f1,?fn???式中，f1,f1,?fn为景物第i波段的图像；Rg、Gg、Bg分别为所形成的伪彩色图像的红、绿、蓝三原色分量；TR、TG、TB表示红、绿、蓝三原色的变换关系。
提示：Matlab2007a图像处理工具箱没有专门的图像伪彩色处理函数，但是工具箱中包含许多可以用来实现
伪彩色的函数，如前面介绍的灰度图像类型转换函数grayslice、gray2ind等，这些函数都是使用空域增强方法来实现图像的伪彩色显示的，可以通过设置函数的参数来选择调色板，也可以使用函数默认的调色板来进行灰度映射。
11.4.2 真彩色增强
一般而言，真实反映自然物本来颜色的图像称为真彩色图像。真彩色增强主要分为四种方法：
（1）分别获取红、绿和蓝图像，称为单色提取增强；
（2）把一幅真彩色图像分成红、绿和蓝三幅图像，然后再进行单色处理； （3）真彩色图像的退色处理（一种颜色改变）；
（4）把真彩色图像转换成HSV模型（其它颜色模型也可以），然后针对颜色模型分量进行增强处理。
例11-19 真彩色增强，程序如下：
RGB=imread(‘peppers.png’); subplot(221);imshow(RGB) title(‘原始真彩色图像’)
subplot(222);imshow(RGB(:,:,1)) title(‘真彩色图像的红色分量’) subplot(223);imshow(RGB(:,:,2)) title(‘真彩色图像的绿色分量’) subplot(224);imshow(RGB(:,:,3)) title(‘真彩色图像的蓝色分量’) 显示结果如图11-20所示。
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第11章 图像增强
图11-20彩色分量的显示
习题11
1．什么是图像增强？图像处理技术主要有哪些？
2．试取一幅低对比度图像，利用直方图灰度变换法改善其对比度。 3．以直方图均衡化法对一幅图像进行图像增强。
4．利用中值滤波法对一幅含有椒盐噪声的图像进行去噪处理。
5．将一幅加入高斯白噪声的图像以3×3，5×5，7×7的维纳滤波法进行图像增强处理，比较并讨论所得结果。
6．利用Laplasian算子对一幅模糊图像进行图像增强。
7．利用一三阶Butterworth低通滤波器对一幅加入椒盐噪声的图像进行图像增强。
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