李現(xiàn)路:圖像增強(qiáng)處理算法大全
算法一、圖像反相算法
將圖像按像素進(jìn)行求反，取得類似照相底片效果。求反處理的圖像與原始圖“黑白顛倒”， 可以看清原始圖中灰黑區(qū)域的情況。求反的圖像一般用于數(shù)字圖像的初步處理。
設(shè)DA表示輸入圖像的灰度，DB表示輸入圖像的灰度。灰度變換方程為：
DB=255-DA
在視頻顯示任務(wù)的循環(huán)中，程序首先將視頻數(shù)據(jù)從輸入緩沖區(qū)讀入自己開設(shè)的臨時
圖像處理緩沖區(qū)，再在臨時圖像處理緩沖區(qū)上進(jìn)行處理，處理后的數(shù)據(jù)再輸出到輸出緩沖區(qū)。
圖像的采集分為奇偶場采集，即將圖像的奇數(shù)行作為一場數(shù)據(jù)，偶數(shù)行作為另
一場數(shù)據(jù)。對像素處理時，一般需分為奇數(shù)行與偶數(shù)行處理。在下面的程序中奇數(shù)行是第一場數(shù)據(jù)放在臨時圖像處理緩沖區(qū)的前半部。
/********具體處理反相的代碼如下：**********************************/
/*進(jìn)行圖像反色處理*/
void videoReverse()
{
int i,j;
//方框內(nèi)奇數(shù)行
for(i=intALines;i<intDLines;i++) //行數(shù)
{
for(j=intAPixels;j<intDPixels;j++) //像素個數(shù)/每行
{
*(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j) = 0xFF-*(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j);
}
}
//方框內(nèi)偶數(shù)行
for(i=numLines/2+intALines;i<numLines/2+intDLines;i++)//行數(shù)
{
for(j=intAPixels;j<intDPixels;j++) //像素個數(shù)/每行
{
*(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j) = 0xFF-*(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j);
}
}
}
算法二、圖像灰度處理算法
灰度圖（gray-scale imgc5）是指將圖像按照灰度等級的數(shù)目來劃分后形成的圖像。灰度模式最多使用256級灰度來表現(xiàn)圖像，圖像中的每個像素有一個0（黑色）到255（白色）之間的亮度值。實(shí)現(xiàn)灰度圖現(xiàn)實(shí)的方法比較簡單，將UV分量的值賦為0X80，Y分量值保持不變即可。
以下是處理算法的具體函數(shù)，用下面的算法處理函數(shù)把上面完整程序里的相關(guān)算法處理函數(shù)替換掉，就可實(shí)現(xiàn)圖像處理的效果。
/*消去彩色*/
void removeColor()
{
int i,j;
//方框內(nèi)奇數(shù)行
for(i=intALines;i<intDLines;i++)//行數(shù)
{
for(j=intAPixels/2;j<intDPixels/2;j++) //像素數(shù)/每行
{
*(Uint8 *)(tempCbbuffer + i * (numPixels >> 1) + j) = 0x80;
*(Uint8 *)(tempCrbuffer + i * (numPixels >> 1) + j) = 0x80;
}
}
//方框內(nèi)偶數(shù)行
for(i=numLines/2+intALines;i<numLines/2+intDLines;i++)//行數(shù)
{
for(j=intAPixels/2;j<intDPixels/2;j++) //像素數(shù)/每行
{
*(Uint8 *)(tempCbbuffer + i * (numPixels >> 1) + j) = 0x80;
*(Uint8 *)(tempCrbuffer + i * (numPixels >> 1) + j) = 0x80;
}
}
}
算法三、圖像閾值變換算法
灰度的閾值變換可以將一幅灰度圖像轉(zhuǎn)換成黑白二值圖像。它的操作過程是先由用戶指
定一個閾值，如果圖像中期權(quán)像素的灰度值小于該閾值，則將該像素的灰度值設(shè)置為0，否則灰度值設(shè)置為255。
以下是處理算法的具體函數(shù)，用下面的算法處理函數(shù)把上面完整程序里的相關(guān)算法處理函數(shù)替換掉，就可實(shí)現(xiàn)圖像處理的效果。
/*****進(jìn)行閾值分割處理*********/
void threshold()
{
int i,j;
//方框內(nèi)奇數(shù)行
for(i=intALines;i<intDLines;i++)//行數(shù)
{
for(j=intAPixels;j<intDPixels;j++) //像素數(shù)/每行
{
*(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j) = *(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j)<intThreshold?0x00:0xFF;
}
}
//方框內(nèi)偶數(shù)行
for(i=numLines/2+intALines;i<numLines/2+intDLines;i++)//行數(shù)
{
for(j=intAPixels;j<intDPixels;j++) //像素數(shù)/每行
{
*(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j) = *(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j)<intThreshold?0x00:0xFF;
}
}
}
算法四、圖像灰度線性變換算法
灰度的線性變換就是將圖像中所有的點(diǎn)的灰度按照線性灰度變換函數(shù)進(jìn)行變換。該線性
灰度變換函數(shù)是一個一維線性函數(shù)：
灰度變換方程為：
dB=fA*dA+fB
1. 如果fA<0，暗區(qū)域?qū)⒆兞粒羺^(qū)域?qū)⒆儼担c(diǎn)運(yùn)算完成了圖像求補(bǔ)運(yùn)算
2. 當(dāng)fA>1時，輸出圖像的對比度將增大
3. 當(dāng)fA<1時，輸出圖像的對比度將減小
4. 當(dāng)fA=1且fB≠0時，操作僅使所有像素的灰度值上移或下移，其效果是使整個圖像更暗或更亮；
5. 如果fA<0，暗區(qū)域?qū)⒆兞粒羺^(qū)域?qū)⒆儼担c(diǎn)運(yùn)算完成了圖像求補(bǔ)運(yùn)算。
6. 特殊情況下，當(dāng)fA=1，fB=0時，輸出圖像和輸入圖像相同
7. 當(dāng)fA=1，fB=255時，輸出圖像的灰度正好反轉(zhuǎn)。
以下是處理算法的具體函數(shù)，用下面的算法處理函數(shù)把上面完整程序里的相關(guān)算法處理函數(shù)替換掉，就可實(shí)現(xiàn)圖像處理的效果。
/***進(jìn)行灰度線性變換處理*******/
void linerTrans()
{
int i,j,intTemp;
//方框內(nèi)奇數(shù)行
for(i=intALines;i<intDLines;i++)//行數(shù)
{
for(j=intAPixels;j<intDPixels;j++) //像素數(shù)/每行
{
intTemp = (*(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j))*intFA+intFB;
if(intTemp>255)
{
*(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j) = 0xFF;
}
else if(intTemp<0)
{
*(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j) = 0x00;
}
else
{
*(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j) = intTemp;
}
}
}
//方框內(nèi)偶數(shù)行
for(i=numLines/2+intALines;i<numLines/2+intDLines;i++)//行數(shù)
{
for(j=intAPixels;j<intDPixels;j++) //像素數(shù)/每行
{
intTemp = (*(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j))*intFA+intFB;
if(intTemp>255)
{
*(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j) = 0xFF;
}
else if(intTemp<0)
{
*(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j) = 0x00;
}
else
{
*(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j) = intTemp;
}
}
}
}
算法五、灰度窗口變換算法
灰度窗口變換（slicing）是將某一區(qū)間的灰度級和其他部分（背景）分開。
灰度窗口變換有兩種，一種是清除背景的，一種是保留背景的。前者把不在灰度窗口范圍內(nèi)的像素都賦值為0，在灰度窗口范圍內(nèi)的像素都賦值為255，這也能實(shí)現(xiàn)灰度圖的二值化；后者是把不在灰度窗口范圍內(nèi)的像素保留原灰度值，在灰度窗口范圍內(nèi)的像素都賦值為255。本實(shí)驗(yàn)采用的是清除背景的灰度窗口變換。灰度窗口變換可以檢測出在某一灰度窗口范圍內(nèi)的所有像素，是圖像灰度分析中的一個有力工具。
在視頻顯示任務(wù)的循環(huán)中，程序首先將視頻數(shù)據(jù)從輸入緩沖區(qū)讀入自己開設(shè)的臨時圖像處理緩沖區(qū)，再在臨時圖像處理緩沖區(qū)上進(jìn)行處理，處理后的數(shù)據(jù)再輸出到輸出緩沖區(qū)。
在屏幕中央開辟一個矩形區(qū)域，對這個區(qū)域內(nèi)的圖像進(jìn)行處理。
以下是處理算法的具體函數(shù)，用下面的算法處理函數(shù)把上面完整程序里的相關(guān)算法處理函數(shù)替換掉，就可實(shí)現(xiàn)圖像處理的效果。
/*灰度的窗口變換*/
void windowTrans()
{
int i,j,intTemp;
//方框內(nèi)奇數(shù)行
for(i=intALines;i<intDLines;i++)//行數(shù)
{
for(j=intAPixels;j<intDPixels;j++) //像素數(shù)/每行
{
intTemp = *(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j);
if(intTemp<intL)
*(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j) = 0x00;
else if(intTemp>intU)
*(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j) = 0xFF;
else
*(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j) = intTemp;
}
}
//方框內(nèi)偶數(shù)行
for(i=numLines/2+intALines;i<numLines/2+intDLines;i++)//行數(shù)
{
for(j=intAPixels;j<intDPixels;j++) //像素數(shù)/每行
{
intTemp = *(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j);
if(intTemp<intL)
*(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j) = 0x00;
else if(intTemp>intU)
*(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j) = 0xFF;
else
*(Uint8 *)(tempYbuffer + i*numPixels + j) = intTemp;
}
}
}
曙海教育
曙海嵌入式學(xué)院
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講師：李現(xiàn)路
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