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同态滤波的补充说明

之前介绍过同态滤波的计算公式(http://blog.csdn.net/carson2005/article/details/6621402),本文为一些补充说明。


实际应用中,经常碰到这样一类图像,它们的灰度动态范围很大,即:黑的部分很黑,白的部分很白,用户感兴趣的中间一部分灰度级范围又很小,分不清物体的灰度层次和细节。遇到这种情况,一般的灰度线性变换没法解决问题,因为扩展灰度级虽然可以提高图像的反差,但会使得动态范围变的更大。而压缩灰度等级,虽然可以减少动态范围,但物体灰度层次和细节就更看不清楚了。同态滤波正好负责解决这种光照分布不均情况下的图像增强问题。

同态滤波跟常见的直方图增强,锐化、平滑等操作相比,区别请参考下图:


 

同态滤波是把频率过滤和灰度变换结合起来的一种图像处理方法,它依靠图像的照度反射率模型作为频域处理的基础,利用压缩亮度范围和增强对比度来改善图像的质量。使用这种方法可以使图像处理符合人眼对于亮度响应的非线性特性,避免了直接对图像进行傅立叶变换处理的失真。

同态滤波的基本原理是:将像元灰度值看作是照度和反射率两个组份的产物。由于照度相对变化很小,可以看作是图像的低频成份,而反射率则是高频成份。通过分别处理照度和反射率对像元灰度值的影响,达到揭示阴影区细节特征的目的。

同态滤波处理的基本流程如下:

S(x,y)---->Log---->DFT---->频域滤波---->IDFT---->Exp---->T(x,y)

其中S(x,y)表示原始图像;T(x,y)表示处理后的图像;Log 代表对数运算;DFT 代表傅立叶变换(实际操作中运用快速傅立叶变换FFT);IDFT 代表傅立叶逆变换(实际操作中运用快速傅立叶逆变换IFFT);Exp 代表指数运算。

 

同态滤波的补充说明