空域圖像增強(qiáng)報告

1、實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)課程:光電圖像處理姓 名：學(xué) 號： 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：指導(dǎo)老師：實(shí)驗(yàn)時間：一 實(shí)驗(yàn)名稱：空間圖象增強(qiáng)（一）二 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟悉和掌握利用matlab工具進(jìn)行數(shù)字圖像的讀、寫、顯示、像素處理等數(shù)字圖像處理的基本步驟和流程。2 熟練掌握各種空間域圖像增強(qiáng)的基本原理及方法。3 熟悉通過灰度變換方式進(jìn)行圖像增強(qiáng)的基本原理、方法和實(shí)現(xiàn)。4 熟悉直方圖均衡化的基本原理、方法和實(shí)現(xiàn)。三 實(shí)驗(yàn)原理（一）數(shù)字圖像的灰度變換1、線性灰度變換 令原圖像灰度范圍由a,b線性變換后圖像灰度范圍c,d，以便于提升原圖像的對比度。線性灰度變換公式如下： （1）其中，f(x,y)為原始圖像，灰度范圍為a,b，g(x,y)

2、為增強(qiáng)后的數(shù)字圖像，灰度范圍為c,d。注：實(shí)驗(yàn)中a,b可由實(shí)際圖像來確定，c,d可視具體情況人為給定。2、非線性灰度變換（對數(shù)變換或冪律變換選作其一）非線性拉伸不是對圖像的灰度值進(jìn)行擴(kuò)展，而是有選擇地對某一灰度范圍進(jìn)行擴(kuò)展，其他范圍的灰度值則可能被壓縮。常用的非線性變換：對數(shù)變換和指數(shù)變換。即對數(shù)變換公式為： 冪律（伽馬）變換為： （二）直方圖處理對圖像2種定義下的直方圖統(tǒng)計統(tǒng)計，并分別畫出兩種定義下的直方圖。直方圖均衡化主要用于增強(qiáng)動態(tài)范圍偏小的圖像的反差。該方法的基本思想是把原始的直方圖變換為均勻分布的形狀，這樣就增加了像素灰度值的動態(tài)范圍，從而達(dá)到增強(qiáng)圖像整體對比度的效果。四 實(shí)驗(yàn)步驟（

3、一）數(shù)字圖像的灰度變換1、線性灰度變換1）讀取一幅對比度低的灰度圖像并顯示。 2）以m文件形式編寫matlab代碼，實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖像的灰度范圍由a,b到c,d的線性拉伸，以便于提升原圖像的對比度。線性灰度變換公式如下： （1）其中，f(x,y)為原始圖像，灰度范圍為a,b，g(x,y)為增強(qiáng)后的數(shù)字圖像，灰度范圍為c,d。注：實(shí)驗(yàn)中a,b可由實(shí)際圖像來確定，c,d可視具體情況人為給定。3）顯示經(jīng)過線性灰度變換后的圖像，并對變換結(jié)果進(jìn)行必要的分析，畫出灰度變換曲線圖。4）以另一個文件名形式保存灰度變換后的圖像。2、非線性灰度變換（對數(shù)變換或冪律變換選作其一）1）讀取一幅灰度圖像并顯示。2）分別對其進(jìn)

4、行對數(shù)變換或冪律（伽馬）變換。即對數(shù)變換公式為： （2）冪律（伽馬）變換為： （3）3）顯示變換后的圖像，并利用matlab工具畫出對數(shù)或冪律變換曲線。4）以另一個文件名形式保存變換后的圖像。（二）直方圖處理1）讀取一幅灰度圖像并顯示原始圖像。2）編寫m文件實(shí)現(xiàn)對輸入圖像2種定義下的直方圖統(tǒng)計統(tǒng)計（即各個灰度級出現(xiàn)的次數(shù)及概率分布），并分別畫出兩種定義下的直方圖。3）對輸入灰度圖像進(jìn)行直方圖均衡化處理，分別顯示均衡處理前后的圖像和對應(yīng)的直方圖。五 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析（一）數(shù)字圖像的灰度變換1、線性灰度變換實(shí)驗(yàn)結(jié)果：2、非線性灰度變換（對數(shù)變換或冪律變換選作其一）（2） 直方圖處理結(jié)果分析：實(shí)驗(yàn)結(jié)果

5、與預(yù)期一致六.程序源代碼（一）數(shù)字圖像的灰度變換1、線性灰度變換程序源代碼：I1=imread(T1.jpg);I1=rgb2gray(I1);subplot(221);imshow(I1);a=min(min(I1);b=max(max(I1);B=(250-10)/double(b-a)*(I1-a)+10;subplot(222);imshow(B);subplot(223);imhist(I1);subplot(224);imhist(B);2、非線性灰度變換（對數(shù)變換或冪律變換選作其一）subplot(231)I=imread(T2.jpg);I=rgb2gray(I);imshow

6、(I);a=min(min(I);b=max(max(I);c=2,r=0.8G=uint8(12*log(1+double(I);subplot(232)imshow(G);subplot(233)z=0:1:1000;plot(z,12*log(double(z);subplot(234)imhist(I);subplot(235)imhist(G);（二）直方圖處理I=imread(pout.tif);height,width=size(I);subplot(231);imshow(I),title(root image)subplot(232)imhist(I);title(原始直方圖

7、);L=256;K=zeros(1,L);for i=1:height for j=1:width K(I(i,j)+1)=K(I(i,j)+1)+1 endendsubplot(233)bar(K);pk=K;for i=1:L pk(i)=K(i)/double(height*width)endsubplot(234)bar(pk)ps=pkps(1)=pk(1)for i=2:L ps(i)=ps(i-1)+pk(i)endps=floor(255.*ps+0.5);leq=I;for i=1:height for j=1:width leq(i,j)=ps(I(i,j)+1); endendsubplot(235)imshow(leq),title(均衡化后的圖像);subplot(236)imhist(leq);八.思考題1. 為了擴(kuò)展一幅圖像的灰度，使其最低灰度為C、最高灰度為L-1，試給出一個單調(diào)的灰度變換函數(shù)。答：令c=C,d=L-12. 數(shù)字圖像經(jīng)過對數(shù)變換與冪律變換后，變換結(jié)果有什么差異？請按不同參數(shù)的取值范圍進(jìn)行具體分析。答：對數(shù)變換公式為: 其中，f 為輸入灰度級, g為變換后的灰度級，c為一個比例因子。特點(diǎn)：低灰度區(qū)擴(kuò)展，高灰度區(qū)壓縮。3. 從連續(xù)函數(shù)的概率分布來分析，直方圖均衡處理可以使得各個灰度級分布變?yōu)榫鶆蚍植?，即拉平直方圖。而對實(shí)際數(shù)字