图像处理中的灰度反转、对数变换和幂律(伽马)变换是一些常见的技术,主要用于图像增强、对比度调整以及特定场景的图像预处理。下面详细介绍这些技术的使用场景,并给出对应的C++代码示例。
灰度反转(Negative Transformation)
使用场景
- 医学图像处理: 增强X光片或MRI图像的对比度。
- 遥感图像: 反转地形图或卫星图像中的颜色,便于特定特征的分析。
- 摄影艺术: 创造特殊的视觉效果。
实现方法
灰度反转的公式为:
[ g(x,y) = 255 - f(x,y) ]
其中 ( f(x,y) ) 是原始图像的像素值,( g(x,y) ) 是反转后的像素值。
对数变换(Log Transformation)
使用场景
- 增强低灰度值: 提高图像中暗部细节的对比度。
- 图像压缩: 压缩图像的动态范围,特别是用于科学数据的可视化(如频谱图)。
实现方法
对数变换的公式为:
[ g(x,y) = c \cdot \log(1 + f(x,y)) ]
其中 ( c ) 是常数,一般取值为 1。
幂律(伽马)变换(Power-Law (Gamma) Transformation)
使用场景
- 图像增强: 调整图像的亮度和对比度。
- 显示设备校正: 修正显示器或打印机的非线性响应。
- 医学图像处理: 改善CT扫描或MRI图像的可视化效果。
实现方法
伽马变换的公式为:
[ g(x,y) = c \cdot f(x,y)^\gamma ]
其中 ( c ) 是常数,通常为 1,( \gamma ) 是伽马值,控制图像的对比度。
C++ 代码示例
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
#include <cmath>
void invertImage(const cv::Mat& src, cv::Mat& dst) {
dst = 255 - src;
}
void logTransform(const cv