数字图像处理复习（四）

伪彩色图像处理

伪彩色增强：将图像中的黑白灰度等级变成不同的彩色，如果分层越多，人眼所能提取的信息也就越多，从而达到图像增强的效果。因为这里的原图并没有颜色，所以这种人工赋予的颜色常称为伪彩色。

怎样进行伪彩色图像处理？

1. 强度（灰度）分层技术
2. 灰度级到彩色转换技术

灰度分层法

假设原始图像的灰度范围为
0<= f(x,y)<=L

用k+1灰度等级把该灰度范围分为k段：

映射每一段灰度成一种颜色，映射关系为

g(x,y)为输出的伪彩色图像，ci为灰度在[li-1,li]中时所映射成的彩色。

转换过程.PNG

如果灰度级的确切值是已知的，灰度分层在可视化方面时简单而强有力的手段。

灰度变换法（更为通用哟！）

根据三基色原理：每一彩色由红绿蓝三基色适当按比例合成。对原始图像中每个像素的灰度值用三个独立的变换来处理。

表达式如下：

其中R(x,y)，G(x,y)，B(x,y)分别表示伪彩色中三基色分量的数值；f(x,y)为处理前图像的灰度值；TR，TG，TB表示三基色与原灰度值f(x,y)的变换关系。

实现过程如下：

实现过程.PNG

对任何输入像素的灰度级执行三个独立的变换。
变换结果送入彩色电视监视器的RGB通道，产生合成图像。

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形态学图像处理

形态学思想：

• 表现为一种邻域运算形式
• 一种特殊定义的邻域称之为“结构元素”
• 在每个像素位置上的结构元与二值图像对应的区域进行特定的逻辑运算，运算结果为输出图像的相应像素。

结构元素.PNG

当对图像进行形态学处理时，为了简化操作，要求结构元素是矩形阵列（常设定结构元素原点在矩形中心）

结构元素与图像的运算:类似于卷积，但用逻辑运算代替乘加运算。逻辑运算的结果保存在输出图像对应点的位置。

形态学处理的效果取决于：结构单元的大小，内容，逻辑运算的性质。

当结构元素的原点位于原始几何的边界上时，背景边界要大到足以适应整个结构元（类似于卷积的填充操作）。

膨胀和腐蚀

图像腐蚀

图像腐蚀.PNG

腐蚀的作用：用3*3的结构元素时，使物体的边界沿周边减少一个像素。去掉小于结构元素的物体，选择不同大小的结构元素，可以去掉大小不同的物体。如果两个物体之间有细小的连通，当结构元素足够大时，可以将物体分开。不同的结构元素，可导致不同的结果。

图像膨胀

图像膨胀.PNG

膨胀的作用：用3*3的结构元素时，使物体的边界沿周边增加一个元素。把图像周围的背景点合并到物体中，如果两个物体的距离比较近，通过膨胀可能会被连通到一起。对于填补图像分割后物体中的空洞十分有用。

膨胀和腐蚀的对偶性：结构元素B对于图像A的补集的腐蚀的补集=结构元素B对原始图像A的膨胀。

膨胀和腐蚀的缺点：腐蚀和膨胀改变了目标物的大小。

腐蚀和膨胀的应用

1. 可以从二值图像中消除不相关的细节。可以先用一个较大的结构元素消除腐蚀较小的细节，再用同样大小的结构元素进行膨胀，把大的物体再恢复回去。
2. 桥接文字裂缝。膨胀了膨胀了。
3. 断裂修复，缺陷修复，增加物体尺寸。这不显而易见。

图像的开启与闭合（这个比膨胀腐蚀要复杂一丢丢）

开运算：先腐蚀后膨胀
闭运算：先膨胀后腐蚀

开运算的作用：使图像轮廓平滑，断开狭窄的间断，消除细的凸出物，去除小亮点。---“减”
闭运算的作用：是轮廓平滑，融合狭窄间断和长细的深沟，消除小空洞，填补轮廓线的断裂。---“加”
开操作体现 分开，闭操作体现 联结。

开运算.PNG

实例.PNG

先腐蚀，再膨胀，再膨胀，再腐蚀。
即 先开 后闭。

Q： 腐蚀和膨胀是一对互逆的操作吗？
A： 不是，开运算和闭运算是依据腐蚀和膨胀的不可逆性演变而来。

连通分量提取的应用

连通分量提取.PNG

一个bfs被写得这么神乎其技的，效率又低，装啥逼。。

应用.PNG