余晖落尽暮晚霞,黄昏迟暮远山寻
本站
当前位置:网站首页 > 编程知识 > 正文

图像处理及预处理方法

xiyangw 2023-09-29 13:43 35 浏览 0 评论

图像分析中,图像质量的好坏直接影响识别算法的设计与效果的精度,因此在图像分析(特征提取、分割、匹配和识别等)前,需要进行预处理。图像预处理的主要目的是消除图像中无关的信息,恢复有用的真实信息,增强有关信息的可检测性、最大限度地简化数据,从而改进特征提取、图像分割、匹配和识别的可靠性。一般的预处理流程为:1灰度化->2几何变换->3图像增强

一、灰度化

灰度化,在RGB模型中,如果R=G=B时,则彩色表示一种灰度颜色,其中R=G=B的值叫灰度值,因此,灰度图像每个像素只需一个字节存放灰度值(又称强度值、亮度值),灰度范围为0-255。一般有分量法 最大值法平均值法加权平均法四种方法对彩色图像进行灰度化。

对彩色图像进行处理时,我们往往需要对三个通道依次进行处理,时间开销将会很大。因此,为了达到提高整个应用系统的处理速度的目的,需要减少所需处理的数据量。

1.分量法

将彩色图像中的三分量的亮度作为三个灰度图像的灰度值,可根据应用需要选取一种灰度图像。

f1(i,j)=R(i,j)f2(i,j)=G(i,j)f3(i,j)=B(i,j)

其中fk(i,j)(k=1,2,3)为转换后的灰度图像在(i,j)处的灰度值。

彩色图像:

彩色图的三分量灰度图:

(a)R分量灰度图 (b)G分量灰度图 (c)B分量灰度图


2.最大值法

将彩色图像中的三分量亮度的最大值作为灰度图的灰度值。

f(i,j)=max(R(i,j),G(i,j),B(i,j))

3.平均值法

将彩色图像中的三分量亮度求平均得到一个灰度值。

f(i,j)=(R(i,j)+G(i,j)+B(i,j)) /3

4.加权平均法

根据重要性及其它指标,将三个分量以不同的权值进行加权平均。由于人眼对绿色的敏感最高,对蓝色敏感最低,因此,按下式对RGB三分量进行加权平均能得到较合理的灰度图像。

f(i,j)=0.30R(i,j)+0.59G(i,j)+0.11B(i,j)

二、几何变换

图像几何变换又称为图像空间变换,通过平移、转置、镜像、旋转、缩放等几何变换对采集的图像进行处理,用于改正图像采集系统的系统误差和仪器位置(成像角度、透视关系乃至镜头自身原因)的随机误差。此外,还需要使用灰度插值算法,因为按照这种变换关系进行计算,输出图像的像素可能被映射到输入图像的非整数坐标上。通常采用的方法有最近邻插值、双线性插值和双三次插值

三、图像增强

增强图像中的有用信息,它可以是一个失真的过程,其目的是要改善图像的视觉效果,针对给定图像的应用场合,有目的地强调图像的整体或局部特性,将原来不清晰的图像变得清晰或强调某些感兴趣的特征,扩大图像中不同物体特征之间的差别,抑制不感兴趣的特征,使之改善图像质量、丰富信息量,加强图像判读和识别效果,满足某些特殊分析的需要。图像增强算法可分成两大类:空间域法和频率域法。

3.1空间域法

空间域法是一种直接图像增强算法,分为点运算算法邻域去噪算法。点运算算法即灰度级校正、灰度变换(又叫对比度拉伸)和直方图修正等。邻域增强算法分为图像平滑锐化两种。平滑常用算法有均值滤波、中值滤波、空域滤波。锐化常用算法有梯度算子法、二阶导数算子法、高通滤波、掩模匹配法等。

3.2频率域法

频率域法是一种间接图像增强算法,常用的频域增强方法有低通滤波器高通滤波器。低频滤波器有理想低通滤波器、巴特沃斯低通滤波器、高斯低通滤波器、指数滤波器等。高通滤波器有理想高通滤波器、巴特沃斯高通滤波器、高斯高通滤波器、指数滤波器。

图像增强可分成两大类:频率域法和空间域法。

前者把图像看成一种二维信号,对其进行基于二维傅里叶变换的信号增强。采用低通滤波(即只让低频信号通过)法,可去掉图中的噪声;采用高通滤波法,则可增强边缘等高频信号,使模糊的图片变得清晰。

后者空间域法中具有代表性的算法有局部求平均值法和中值滤波(取局部邻域中的中间像素值)法等,它们可用于去除或减弱噪声。


方法

图像增强的方法是通过一定手段对原图像附加一些信息或变换数据,有选择地突出图像中感兴趣的特征或者抑制(掩盖)图像中某些不需要的特征,使图像与视觉响应特性相匹配。

在图像增强过程中,不分析图像降质的原因,处理后的图像不一定逼近原始图像。图像增强技术根据增强处理过程所在的空间不同,可分为基于空域的算法和基于频域的算法两大类。

空域法是对图像中的像素点进行操作,用公式描述如下:

g(x,y)=f(x,y)*h(x,y)

其中是f(x,y)是原图像;h(x,y)为空间转换函数;g(x,y)表示进行处理后的图像。

基于空域的算法处理时直接对图像灰度级做运算,基于频域的算法是在图像的某种变换域内对图像的变换系数值进行某种修正,是一种间接增强的算法。

基于空域的算法分为点运算算法 [1] 和邻域去噪算法 [2] 。

点运算算法即灰度级校正、灰度变换和直方图修正等,目的或使图像成像均匀,或扩大图像动态范围,扩展对比度。

邻域增强算法分为图像平滑锐化两种

平滑一般用于消除图像噪声,但是也容易引起边缘的模糊。常用算法有均值滤波中值滤波。锐化的目的在于突出物体的边缘轮廓,便于目标识别。常用算法有梯度法、算子、高通滤波、掩模匹配法、统计差值法等。

相关推荐

“三次握手,四次挥手”你真的懂吗?

记得刚毕业找工作面试的时候,经常会被问到:你知道“3次握手,4次挥手”吗?这时候我会“胸有成竹”地“背诵”前期准备好的“答案”,第一次怎么怎么,第二次……答完就没有下文了,面试官貌似也没有深入下去的意...

面试官问:三次握手与四次挥手是怎么完成的?

作者|饶全成来源|码农桃花源记得刚毕业找工作面试的时候,经常会被问到:你知道“3次握手,4次挥手”吗?这时候我会“胸有成竹”地“背诵”前期准备好的“答案”,第一次怎么怎么,第二次……答完就没有...

三次握手和四次挥手的高阶面试题,建议收藏

昨天村长的讲解,真是一语点醒,这样的解释胜过死记硬背。但对于学习者,如果不能有直观感受,可能还是觉得不接地气,今天介绍两个工具,一个是网络抓包工具Wireshark,一个是linux命令tcpdum...

三次握手和四次挥手到底是个什么鬼东西

之前总有是有面试官喜欢问,你知道什么是三次握手么?什么是四次挥手么?为什么握手需要三次,挥手需要四次呢?今天我们就来详细的聊一下这个。1.什么是TCPTCP协议,简单称呼一下的话,那就是传输控制协议,...

加深理解TCP的三次握手与四次挥手

在了解三次握手和四次挥手之前,先要知道TCP报文内部包含了那些东西。熟悉了解TCP报文对日后学习网络和排除方面有很大的帮助,所以,今天为了加深对三次握手的理解,从新去认识TCP报文格式。TCP报文格式...

三次握手 与 四次挥手_三次握手四次挥手大白话

三次握手:①首先Client端发送连接请求报文②Server段接受连接后回复ACK报文,并为这次连接分配资源。③Client端接收到ACK报文后也向Server段发生ACK报文...

动画讲解TCP的3次握手,4次挥手,让你一次看明白

专注于Java领域优质技术,欢迎关注作者:老钱占小狼博客TCP三次握手和四次挥手的问题在面试中是最为常见的考点之一。很多读者都知道三次和四次,但是如果问深入一点,他们往往都无法作出准确回答。本篇尝试...

linux下实现免密传输文件或登录到其他服务器

使用scp传输文件到其他服务器的时候,提示需要输密码,如下:[root@18csetup]#scpLINUX.X64_180000_db_home.zip192.168.133.120:/u0...

Linux如何通过salt免密SCP传输上百台机的脚本?看chatGPT的回答

如何通过salt免密SCP传输上百台机的shell脚本”,下面是chatGPT给出的结果。scp批量免密脚本给出的详细shell脚本如下:#!/bin/bash#源文件路径和目标路径SRC_...

Linux/Mac scp命令上传文件_将hdfs上的文件下载到本地的命令是

语法scp[可选参数]file_sourcefile_target参数说明:-1:强制scp命令使用协议ssh1-2:强制scp命令使用协议ssh2-4:强制scp命令只使用IPv4寻...

Linux常用功能——文件远程传输_linux 远程传输文件

scp是securecopy的简写,是linux系统下基于ssh登陆进行安全的远程文件拷贝命令,用于在Linux下进行远程拷贝文件的命令。和它类似的命令有cp,不过cp只是在本机进行拷贝不能跨服务器...

使用 scp 命令定时拉取服务器备份文件

我们的服务器,每周五必须要做下备份,但总是忘记执行备份这件事情,或者是服务器备份做了,但没有做异地备份。所以通过定时任务自动备份,备份成功之后,在其它服务器上面通过定时任务scp命令自动拉取备份文...

windows下最轻便的FTP/SCP文件管理器

这次推荐的工具叫做winscp,这个工具如果是IT从业人员,又是做服务端相关工作的话,可能无人不知,如果是刚入门,推荐立马上手试试。如果看了觉得有用,欢迎收藏、点赞、关注。官方网站:https://w...

我不是网管 - Linux中使用SCP命令安全复制文件

SCP是linux发行版中的命令行工具,用于通过网络安全地跨系统复制文件和目录。SCP代表安全复制,因为它使用ssh协议复制文件。拷贝时,scp命令建立ssh连接到远程系统。换句话说...

WinSCP软件双系统(Win-Linux)文件传输教程

WinSCP软件是windows下的一款使用ssh协议的开源图形化SFTP客户端,也就是一个文件传输的软件,它有什么优点吗,咱们嵌入式开发中经常会将windows中的文件复制到linux系统当中,比较...

取消回复欢迎 发表评论: