分段線性拉伸

分段線性拉伸

一、目的與原理

（1）目的：圖像增強，增加對比度，為了突出感興趣的目標或灰度區間，相對抑制那些不感興趣的灰度區間。常用是三段線性變換，即對一個灰度區間進行線性拉伸，其他的區間被壓縮。

（2）原理:本文介紹的是三段線性拉伸，通過設置兩個點將線段划分為三段，當k=1的時候，圖像沒變化，當k<1的時候，圖像灰度被抑制，灰度值變小，效果是變得更暗；當k>1的是偶，圖像灰度變量，可以通過調節兩個點的數據增加圖像的對比度。

 

 

 

 

三段線段的斜率：

①    k1 = Y1/X1;

②    k2 = (Y2-Y1)/(X2-X1);

③    k3 = (255-Y2)/(255-X2);

 

 

三段線段的函數，代入（x，y）和k可求得b1,b2,b3：

 

二、步驟

1.設置兩個臨界點，根據這兩個點將直線分成三段

2.根據點計算出三條線段的斜率

3.根據斜率和點，計算出三條線段的y方向的偏移值

4.定義一個大小256的數組，作為表存放每個灰度值在不同線段中的頻率

5.根據數組（表）填充到目標圖像中

6.顯示圖像

 

 

三、源碼

void dividedLinearStrength(cv::Mat& matInput, cv::Mat& matOutput, float x1, float x2,float y1, float y2)

{

    //計算直線參數
    //L1
    float fK1 = y1 / x1;

    //L2
    float fK2 = (y2 - y1) / (x2- x1);
    float fC2 = y2 - fK2 * x2;

    //L3
    float fK3 = (255.0f - y2) / (255.0f - x2);
    float fC3 = 255.0f - fK3 * 255.0f;


    //建立查詢表
    std::vector<unsigned char> loolUpTable(256);
    for (size_t m = 0; m < 256; m++)
    {
        if (m < x1)
        {
            loolUpTable[m] = static_cast<unsigned char>(m * fK1);
        }
        else if (m > x2)
        {
            loolUpTable[m] = static_cast<unsigned char>(m * fK3 + fC3);
        }
        else
        {
            loolUpTable[m] = static_cast<unsigned char>(m * fK2 + fC2);
        }
    }

    //構造輸出圖像
    matOutput = cv::Mat::zeros(matInput.rows, matInput.cols, matInput.type());

    //灰度映射
    for (int i = 0; i < matInput.rows; i++)
    {
        for (int j = 0; j < matInput.cols; j++)
        {
            Vec3b* pInput = matInput.ptr<Vec3b>(i);
            for (int c = 0; c < matInput.channels(); c++) {
                //查表gamma變換
                matOutput.at<Vec3b>(i, j).val[c] = loolUpTable[pInput[j].val[c]];
            }
        }
    }
}

 

 

 

四、結果圖