圖像增強(qiáng)是圖像模式識(shí)別中非常重要的圖像預(yù)處理過(guò)程。圖像增強(qiáng)的目的是通過(guò)對(duì)圖像中的信息進(jìn)行處理，使得有利于模式識(shí)別的信息得到增強(qiáng)，不利于模式識(shí)別的信息被抑制，擴(kuò)大圖像中不同物體特征之間的差別，為圖像的信息提取及其識(shí)別奠定良好的基礎(chǔ)。

圖像增強(qiáng)按實(shí)現(xiàn)方法不同可分為點(diǎn)增強(qiáng)、空域增強(qiáng)和頻域增強(qiáng)。

點(diǎn)增強(qiáng)

點(diǎn)增強(qiáng)主要指圖像灰度變換和幾何變換。

圖像的灰度變換也稱為點(diǎn)運(yùn)算、對(duì)比度增強(qiáng)或?qū)Ρ榷壤欤菆D像數(shù)字化軟件和圖像顯示軟件的重要組成部分。

灰度變換是一種既簡(jiǎn)單又重要的技術(shù)，它能讓用戶改變圖像數(shù)據(jù)占據(jù)的灰度范圍。一幅輸入圖像經(jīng)過(guò)灰度變換后將產(chǎn)生一幅新的輸出圖像，由輸入像素點(diǎn)的灰度值決定相應(yīng)的輸出像素點(diǎn)的灰度值。灰度變換不會(huì)改變圖像內(nèi)的空間關(guān)系。

圖像的幾何變換是圖像處理中的另一種基本變換。它通常包括圖像的平移、圖像的鏡像變換、圖像的縮放和圖像的旋轉(zhuǎn)。通過(guò)圖像的幾何變換可以實(shí)現(xiàn)圖像的最基本的坐標(biāo)變換及縮放功能。

空域增強(qiáng)

圖像的空間信息可以反映圖像中物體的位置 、形狀、大小等特征，而這些特征可以通過(guò)一定的物理模式來(lái)描述。例如，物體的邊緣輪廓由于灰度值變化劇烈一般出現(xiàn)高頻率特征，而一個(gè)比較平滑的物體內(nèi)部由于灰度值比較均一則呈現(xiàn)低頻率特征。因此，根據(jù)需要可以分別增強(qiáng)圖像的高頻和低頻特征。對(duì)圖像的高頻增強(qiáng)可以突出物體的邊緣輪廓，從而起到銳化圖像的作用。例如，對(duì)于人臉的比對(duì)查詢，就需要通過(guò)高頻增強(qiáng)技術(shù)來(lái)突出五宮的輪廓。相應(yīng)地，對(duì)圖像的低頻部分進(jìn)行增強(qiáng)可以對(duì)圖像進(jìn)行平滑處理，一般用于圖像的噪聲消除。

頻域增強(qiáng)

圖像的空域增強(qiáng)一般只是對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行局部增強(qiáng)，而圖像的頻域增強(qiáng)可以對(duì)圖像進(jìn)行全局增強(qiáng)。頻域增強(qiáng)技術(shù)是在數(shù)字圖像的頻率域空間對(duì)圖像進(jìn)行濾波，因此需要將圖像從空間域變換到頻率域，一般通過(guò)傅里葉變換實(shí)現(xiàn)。在頻率域空間的濾波與空域?yàn)V波一樣可以通過(guò)卷積實(shí)現(xiàn)，因此傅里葉變換和和卷積理論是頻域?yàn)V波技術(shù)的基礎(chǔ)。