5.3 钝化掩蔽和高提升滤波

OpenCV 频率域实现钝化模板、高提升滤波和高频强调滤波 C++ 为什么要进行高频提升和高频加强? 高频滤波后的图像,其背景平均强度 减小到接近黑色(因为高通滤波器滤除 了傅里叶变换的零频率成分: F(0,0)=f(x,y)=0) 解决办法:把原始图像加到过滤后的 结果,如拉普拉斯算子增强,这种处理 称为高频提升过滤 钝化模板(锐化或高通图像):从一幅图像减去 其自身模糊图像而生成的锐化图像构成。在频率 域,即从图像本身减去低通滤波(模糊)后的图 像... 阅读详情

提示:文章写完后,目录可以自动生成,如何生成可参考右边的帮助文档


前言

从原图像中减去一幅钝化(平滑后的)图像,这个过程称为钝化掩蔽。


1. 原理说明

钝化掩蔽的步骤如下所示:

  1. 模糊原图像
  2. 从原图像减去模糊后的图像(产生的差称为模板)
  3. 将模板与原图像相加

令 f ‾ ( x , y ) \overline{f}(x,y) f​(x,y) 表示模糊后的图像,公式形式的模板为 g m a s k ( x , y ) = f ( x , y ) − f ‾ ( x , y ) g_{mask}(x,y)=f(x,y)-\overline{f}(x,y) gmask​(x,y)=f(x,y)−f​(x,y)然后,将加权后的模板与原图像相加: g ( x , y ) = f ( x , y ) + k ∗ g m a s k ( x , y ) g(x,y)=f(x,y)+k*g_{mask}(x,y) g(x,y)=f(x,y)+k∗gmask​(x,y)上式中的 k k k 是权值,当 k = 1 k=1 k=1时,上式是钝化掩蔽,当 k > 1 k>1 k>1 时,上式称为高提升滤波,当 k < 1 k<1 k<1 时,可以减少钝化模板的贡献。
下图是钝化掩蔽机理的一维说明:

在这里插入图片描述

2. 示例分析

2.1 示例代码

import cv2 as cv
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt


def imageUnsharpMasking(image):
    """
    图像的钝化掩蔽
    :param image: 原图像
    :return:
    """
    # 先对原始图像进行高斯平滑处理
    imgGauss = cv.GaussianBlur(image, (31, 31), 6)

    # 计算掩蔽模板
    imgMask = image - imgGauss

    # 钝化掩蔽
    imgSharp1 = image + 1 * imgMask
    imgSharp2 = image + 2 * imgMask
    imgSharp3 = image + 3 * imgMask

    # cv.imshow("xx",imgSharp2)
    # cv.waitKey(0)

    return [image, imgGauss, imgMask, imgSharp1, imgSharp2, imgSharp3]


if __name__ == '__main__':
    img = cv.imread('Image/Fig0505.png', 0)
    imageLst = imageUnsharpMasking(img)

    # 进行图像的锐化操作
    plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
    plt.figure(figsize=(10, 7))
    titleList = ["原图", "高斯模糊", "掩蔽模板",
                 "钝化(k=1)", "钝化(k=2)", "钝化(k=3)"]
    for i in range(6):
        plt.subplot(2, 3, i + 1), plt.title(titleList[i]), plt.axis('off')
        plt.imshow(imageLst[i], 'gray', vmin=0, vmax=255)
    plt.tight_layout()
    plt.savefig("Image/tmp.png")
    plt.show()

2.2 示例效果

在这里插入图片描述
上图我们可以看出:

  • 当 k = 1 k=1 k=1 时,图像要比原图像清晰多了。
  • 当 k = 2 k=2 k=2 时,图像中的对比度和清晰度更高(如毛发和面部雀斑)。
  • 当 k = 3 k=3 k=3 时,图像更加清晰,但是稍微有些显得不自然。
【OpenCV 例程200篇】62. 图像锐化——钝化掩蔽实战:从原理到代码实现 本文详细介绍了使用OpenCV实现图像锐化的钝化掩蔽技术,从基础原理到代码实现全面解析。通过高斯模糊生成掩模模板并加权合成,可灵活调整锐化强度,适用于医学影像、文档增强等多种场景。文章还提供了参数调优技巧和进阶应用方法,帮助开发者掌握这一经典图像处理技术。 阅读详情

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