圖像增強(qiáng)直方圖均衡化ppt課件

1、用直方圖平衡化進(jìn)展圖像加強(qiáng)2021-3-22目目 錄錄1. 灰度級直方圖的概念灰度級直方圖的概念2. 直方圖的計算直方圖的計算3. 直方圖的性質(zhì)直方圖的性質(zhì)4. 直方圖平衡化直方圖平衡化一一. . 灰度級直方圖的概念灰度級直方圖的概念長江大學(xué)電子信息學(xué)院長江大學(xué)電子信息學(xué)院灰度級直方圖灰度級直方圖1 直方圖的概念直方圖的概念2p灰度級的直方圖是反響一幅圖像中的灰度級與出現(xiàn)這種灰度的概率之間的圖形。p設(shè)圖像的灰度范圍為a,b，r為此灰度范圍內(nèi)的任一灰度級，p(r)為這幅圖像中灰度級為r的像素出現(xiàn)的頻率，可以看出p(r)是r的函數(shù)。該函數(shù)的圖形稱為這幅圖像的直方圖。( )rp r 灰度為 的像素數(shù)

2、圖像上的總像素數(shù)1)(1niirp一一. .灰度級直方圖的概念灰度級直方圖的概念長江大學(xué)電子信息學(xué)院長江大學(xué)電子信息學(xué)院灰度級灰度級123456灰度級的像素數(shù)灰度級的像素數(shù)7437213圖像的直方圖圖像的直方圖一一. . 灰度級直方圖的概念灰度級直方圖的概念長江大學(xué)電子信息學(xué)院長江大學(xué)電子信息學(xué)院二二. . 直方圖的計算直方圖的計算長江大學(xué)電子信息學(xué)院長江大學(xué)電子信息學(xué)院設(shè)設(shè)r表示圖像中像素的灰度級，可以用概率密度函數(shù)表示圖像中像素的灰度級，可以用概率密度函數(shù)Pr(rk)表表示原始圖像的灰度分布。那么示原始圖像的灰度分布。那么( )/rkkP rnN式中，式中，N為一幅圖像中像素的總數(shù)；為一幅

3、圖像中像素的總數(shù)；nk為第為第k級灰度的像素；級灰度的像素；rk為第為第k個灰度級；個灰度級；Pr(rk)表示該灰度級出現(xiàn)的概率。由于表示該灰度級出現(xiàn)的概率。由于Pr(rk)給出了對給出了對rk出現(xiàn)概率的一個估計，所以直方圖提供了原圖的灰出現(xiàn)概率的一個估計，所以直方圖提供了原圖的灰度值分布情況，也可以說給出了一幅圖像一切灰度值的整體度值分布情況，也可以說給出了一幅圖像一切灰度值的整體描畫。描畫。 三三. . 直方圖的性質(zhì)直方圖的性質(zhì)長江大學(xué)電子信息學(xué)院長江大學(xué)電子信息學(xué)院1 1 它只反映該圖像中不同灰度值出現(xiàn)的次數(shù)，而未反它只反映該圖像中不同灰度值出現(xiàn)的次數(shù)，而未反映某一灰度值像素所在的位置。

4、也就是說，它只包含了映某一灰度值像素所在的位置。也就是說，它只包含了該圖像中某一灰度值的像素出現(xiàn)的概率，而喪失了其所該圖像中某一灰度值的像素出現(xiàn)的概率，而喪失了其所在位置的信息。在位置的信息。2 2 任一幅圖像，都能獨(dú)一地確定出一幅與它對應(yīng)的任一幅圖像，都能獨(dú)一地確定出一幅與它對應(yīng)的直方圖，但不同的圖像，能夠有一樣的直方圖。直方圖，但不同的圖像，能夠有一樣的直方圖。三三. . 直方圖的性質(zhì)直方圖的性質(zhì)長江大學(xué)電子信息學(xué)院長江大學(xué)電子信息學(xué)院四四. . 直方圖平衡化直方圖平衡化長江大學(xué)電子信息學(xué)院長江大學(xué)電子信息學(xué)院1.緣由緣由 大多數(shù)自然圖像，其灰度分布集中在較窄的區(qū)間，引起圖像大多數(shù)自然圖像

5、，其灰度分布集中在較窄的區(qū)間，引起圖像細(xì)節(jié)不夠明晰，采用直方圖修正后可使圖像的灰度間距拉開或使細(xì)節(jié)不夠明晰，采用直方圖修正后可使圖像的灰度間距拉開或使灰度分布均勻，從而增大反差，使圖像細(xì)節(jié)明晰，到達(dá)加強(qiáng)的目灰度分布均勻，從而增大反差，使圖像細(xì)節(jié)明晰，到達(dá)加強(qiáng)的目的。例如一幅過曝光的圖片，其灰度級都集中在高亮度范圍內(nèi)，的。例如一幅過曝光的圖片，其灰度級都集中在高亮度范圍內(nèi)，而曝光缺乏的圖片，其灰度級集中在低亮度范圍內(nèi)，具有這樣直而曝光缺乏的圖片，其灰度級集中在低亮度范圍內(nèi)，具有這樣直方圖的圖片其可視效果比較差。方圖的圖片其可視效果比較差。 四四. . 直方圖平衡化直方圖平衡化長江大學(xué)電子信息學(xué)院

6、長江大學(xué)電子信息學(xué)院(1) 對給定的待處置圖像統(tǒng)計其直方圖，求出對給定的待處置圖像統(tǒng)計其直方圖，求出(2) 根據(jù)統(tǒng)計出的直方圖采用累積分布函數(shù)作變換根據(jù)統(tǒng)計出的直方圖采用累積分布函數(shù)作變換,0()()kkkrjjST rP r (3) 用新灰度替代舊灰度，求出用新灰度替代舊灰度，求出Ps(s)，這一步是近似過程，應(yīng)，這一步是近似過程，應(yīng)根據(jù)處置目的盡量做到合理，同時把灰度值相等或近似地合根據(jù)處置目的盡量做到合理，同時把灰度值相等或近似地合并到一同。并到一同。( )/rkkP rnN求變換后的新灰度；求變換后的新灰度；四四. . 直方圖平衡化直方圖平衡化長江大學(xué)電子信息學(xué)院長江大學(xué)電子信息學(xué)院例

7、子例子 假定有一幅像素數(shù)為6464，灰度級為8級的圖像，將其進(jìn)展平衡化處置，其灰度級分布表如右圖所示：表表 64 646464大小的圖像灰度級分布大小的圖像灰度級分布四四. . 直方圖平衡化直方圖平衡化長江大學(xué)電子信息學(xué)院長江大學(xué)電子信息學(xué)院圖圖(a) (a) 原圖灰度級直方圖；圖原圖灰度級直方圖；圖(b) (b) 累積變換后的直方圖；累積變換后的直方圖；圖圖(c) (c) 平衡化后的直方圖；平衡化后的直方圖；四四. . 直方圖平衡化直方圖平衡化長江大學(xué)電子信息學(xué)院長江大學(xué)電子信息學(xué)院3.直方圖平衡化直方圖平衡化MATLAB的實現(xiàn)的實現(xiàn) 1imhist函數(shù)函數(shù)功能：計算和顯示圖像的顏色直方圖。

8、功能：計算和顯示圖像的顏色直方圖。 格式：格式：imhist(I, n) imhist(X, map) counts, x=imhist() 闡明：闡明：imhist(I, n)計算和顯示灰度圖像計算和顯示灰度圖像I的直方圖，的直方圖，n為指定為指定的灰度級數(shù)目，缺省值為的灰度級數(shù)目，缺省值為256； imhist(X, map)計算和顯示索引色圖像計算和顯示索引色圖像X的直方圖，的直方圖，map為調(diào)為調(diào)色板；色板； counts, x=imhist(.) 前往直方圖數(shù)據(jù)向量前往直方圖數(shù)據(jù)向量counts和相應(yīng)和相應(yīng)的顏色值向量的顏色值向量x，用，用stem(x, counts) 同樣可以顯示

9、直方圖。同樣可以顯示直方圖。四四. . 直方圖平衡化直方圖平衡化長江大學(xué)電子信息學(xué)院長江大學(xué)電子信息學(xué)院 顯示灰度圖像顯示灰度圖像baby.jpg的直方圖的直方圖 程序：程序：I=imread(C:baby.jpg);subplot(1,2,1),imshow(I);subplot(1,2,2),imhist(I);3.直方圖平衡化直方圖平衡化MATLAB的實現(xiàn)的實現(xiàn)四四. . 直方圖平衡化直方圖平衡化長江大學(xué)電子信息學(xué)院長江大學(xué)電子信息學(xué)院灰度圖像的顏色直方圖灰度圖像的顏色直方圖四四. . 直方圖平衡化直方圖平衡化長江大學(xué)電子信息學(xué)院長江大學(xué)電子信息學(xué)院顯示索引色圖像的直方圖顯示索引色圖像的

10、直方圖程序：程序： clf;load trees; subplot(1,2,1),imshow(I); subplot(122);imhist(X,map);3.直方圖平衡化直方圖平衡化MATLAB的實現(xiàn)的實現(xiàn)四四. . 直方圖平衡化直方圖平衡化長江大學(xué)電子信息學(xué)院長江大學(xué)電子信息學(xué)院索引色圖像的直方圖索引色圖像的直方圖四四. . 直方圖平衡化直方圖平衡化長江大學(xué)電子信息學(xué)院長江大學(xué)電子信息學(xué)院程序：程序： I=imread(trees.tif); c,x=imhist(I); subplot(121);imshow(I); subplot(1,2,2),stem(x,c);3.直方圖平衡化直

11、方圖平衡化MATLAB的實現(xiàn)的實現(xiàn)用用stem函數(shù)顯示圖像直方圖函數(shù)顯示圖像直方圖四四. . 直方圖平衡化直方圖平衡化長江大學(xué)電子信息學(xué)院長江大學(xué)電子信息學(xué)院圖像的直方圖圖像的直方圖四四. . 直方圖平衡化直方圖平衡化長江大學(xué)電子信息學(xué)院長江大學(xué)電子信息學(xué)院2imadjust函數(shù)函數(shù)功能：經(jīng)過直方圖變換調(diào)整對比度。 格式：J=imadjust(I, low high,bottom top, gamma) newmap=imadjust(map, low high, bottom top, gamma) 闡明：J=imadjust(I, low high, bottom top, gamma)前

12、往圖像I經(jīng)直方圖調(diào)整后的圖像J，gamma為校正量 ，low high為原圖像中要變換的灰度范圍，bottom top指定了變換后的灰度范圍；newmap=imadjust(map, low highbottom top, gamma)調(diào)整索引色圖像的調(diào)色板map。此時假設(shè)low high和bottom top都為23的矩陣，那么分別調(diào)整R、G、B 3個分量。 3.直方圖平衡化直方圖平衡化MATLAB的實現(xiàn)的實現(xiàn)四四. . 直方圖平衡化直方圖平衡化長江大學(xué)電子信息學(xué)院長江大學(xué)電子信息學(xué)院 程序：程序： clear all I=imread(C:lena.bmp); J=imadjust(I,0

13、.3 0.7, ); subplot(221), imshow(I)； subplot(222), imshow(J)； subplot(223), imhist(I)； subplot(224), imhist(J)；調(diào)整圖像的對比度，調(diào)整前后的圖像見圖調(diào)整圖像的對比度，調(diào)整前后的圖像見圖3.直方圖平衡化直方圖平衡化MATLAB的實現(xiàn)的實現(xiàn)四四. . 直方圖平衡化直方圖平衡化長江大學(xué)電子信息學(xué)院長江大學(xué)電子信息學(xué)院四四. . 直方圖平衡化直方圖平衡化長江大學(xué)電子信息學(xué)院長江大學(xué)電子信息學(xué)院3.直方圖平衡化直方圖平衡化MATLAB的實現(xiàn)的實現(xiàn) 3histeq函數(shù)函數(shù)功能：直方圖平衡化功能：直方圖平衡化 格式：格式：J=histeq(I, n)，指定平衡化后灰度級數(shù)，指定平衡化后灰度級數(shù)n，缺省，缺省 為為64；四四. . 直方圖平衡化直方圖平衡化長江大學(xué)電子信息學(xué)院長江大學(xué)電子信息學(xué)院 程序：程序： I = imread(cameraman.tif); J = histeq(I); subplot(2,2,1),im