45、图像增强技术：灰度映射与直方图变换详解

图像增强技术：灰度映射与直方图变换详解

在图像处理领域，为了提升图像的质量和视觉效果，有许多技术和方法可供使用。本文将详细介绍图像灰度级映射和直方图变换的相关内容，包括各种操作的定义、原理和应用。

1. 图像基础概念与操作

1.1 锐度（Acutance）

锐度是衡量照片中人类视觉系统感知的清晰度程度的指标。对于图像的边缘，锐度可以通过将边缘灰度值的平均平方率除以边缘两侧的总灰度差来定义。在图像工程中，清晰度这个术语更为常用。

1.2 自然媒体仿真（Natural media emulation）

自然媒体仿真是指对图像进行处理，使其看起来像是用现实世界中的媒体（如水彩、颜料等）绘制而成。

1.3 像素变换（Pixel transform）

像素变换是最简单的图像变换类型，每个像素的操作独立于其相邻像素，也被称为点运算符、点处理等。

2. 对比度操作

2.1 对比度操纵（Contrast manipulation）

对比度操纵是图像增强中最常用的点变换操作之一，也称为对比度调整和幅度缩放。其变换函数通常呈 S 形曲线。当像素值小于 m 时，在输出图像中会向较暗的值压缩；当像素值大于 m 时，会映射到较亮的像素值。曲线的斜率表示对比度变化的剧烈程度。在极端情况下，对比度操纵函数会退化为二进制阈值函数，即输入图像中小于 m 的像素变为黑色，大于 m 的像素变为白色。

2.2 自动对比度（Auto - contrast）

自动对比度与自动对比度调整是同一概念。对于 8 位图像，输入图像