对图像进行预处理是大多数计算机视觉应用中的第一步,为了使图像噪声减少、锐化、灰度均衡等。图像处理算子是从一幅图像到另一幅图像的像素的值的映射。最简单的处理算子是点算子,即对每个像素的操作不依赖它的邻域像素。
亮度的改变、做图像的加减运算、读取彩色图像的颜色信息、直方图的均衡化等,都可以用点运算来做。
1、亮度的改变:显然常用的点算子是乘以和加上一个常数
a也被称为增益参数,b被称为偏差参数。偏差和增益参数可以随空间位置不同而变化,这样可以选择性的改变一些像素点的值。
直接改变像素点的灰度值会使灰度图像变亮或变暗,但是对于彩色图像在每个彩色通道上加上一个值,不仅改变了图像的亮暗,还影响了像素的色调和饱和度,图像看起来失真(因为RGB空间中亮度、色调、饱和度不是相互独立的)若想操作后图像不失真,可以先计算彩色比例对亮度操作后,用同比例色调和饱和度重新合成为RGB图像。
2、图像的加减运算,可以做图像的合成与抠图。
重点关心合成中的一种情况:当光线在光滑透明的玻璃上反射时,就将穿过玻璃的光线和反射光线简单的相加,这种模型在透明运动分析中很有用,因为用运动的相机观察场景时,透明运动常常会出现。
3、直方图的均衡化
直方图均衡化的目的是还是为了改善图像的显示效果。寻找一个映射函数f(I),使经过映射后的直方图是平坦的。
但是有时不同区域采取不同的均衡化方法效果可能会更好些,可以这样做:先将图像分成MxM像素块,分别对每个子快进行直方图均衡化,这样会产生区块效应(在快的边界处亮度不连续),为了消除,可以使用移动窗口,即对所有的以每个像素为中心的大小为MxM的块重新计算直方图,为了加速,只需要计算进入块和离开块的像素所在直方图。另外“自适应直方图均衡化”消除区块效应的方法是块与快之间对转换函数进行平滑插值,为了混合四个函数采用双线性混合函数。
牵涉到软直方图,它经常出现在一些其他的应用中,如SIFT特征点的描述子的构造。