實(shí)驗(yàn)2_灰度修正技術(shù)1

1、1實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2灰度修正技術(shù)灰度修正技術(shù)一、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)?zāi)康模?.掌握灰度變換2.深入理解圖像直方圖的概念，掌握?qǐng)D像直方圖的繪制方法3.掌握直方圖均衡化的原理，并會(huì)用直方圖均衡化對(duì)圖像進(jìn)行處理二、二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理2.12.1灰度修正技術(shù)灰度修正技術(shù)包括直接灰度變換和直方圖修正，其目的是增強(qiáng)圖像的對(duì)比度，使圖像更加清晰。1灰度變換灰度變換是一種最簡(jiǎn)單的圖像增強(qiáng)技術(shù)，它屬于點(diǎn)操作，這種變換方法有多種，如線性變換、對(duì)數(shù)變換、冪次變換等。

2、(1)線性變換線性變換所謂線性變換是指：輸出圖像灰度值g和輸入圖像灰度值f之間的函數(shù)關(guān)系是線性關(guān)系。由圖21(a)所示的線性變換可知，輸出圖像灰度值的表達(dá)式g可以寫(xiě)成(21)MmfMmfmnMNg????????)()(?若α1，則輸出圖像對(duì)應(yīng)的灰度范圍擴(kuò)大，對(duì)比度增強(qiáng)；若，則輸出圖像對(duì)應(yīng)的灰度范圍擴(kuò)大，對(duì)比度增強(qiáng)；若0α1，則，則輸出圖像對(duì)應(yīng)的灰度范圍壓縮，對(duì)比度減?。蝗糨敵鰣D像對(duì)應(yīng)的灰度范圍壓縮，對(duì)比度減??；若α0，則圖像灰度值求反

3、，則圖像灰度值求反(見(jiàn)圖21(b))，使白變黑，使黑變白。，使白變黑，使黑變白。(a)(b)圖21灰度線性變換(a)線性變換；(b)求反.(2)對(duì)數(shù)變換對(duì)數(shù)變換設(shè)輸入圖像灰度值為非負(fù)值，即，則對(duì)數(shù)變換的數(shù)學(xué)表達(dá)式為0?f(22))1log(fcg??式中c是一個(gè)可以調(diào)整的常數(shù)。當(dāng)時(shí)，對(duì)數(shù)變換曲線如圖22所示。由圖1?c可以看出，窄范圍的低灰度輸入圖像值映射為一寬范圍輸出值，而寬范圍的高灰度值映射為一窄范圍的輸出值，即暗像素的灰度值范圍被

4、擴(kuò)大，而亮像素的3圖23冪次變換冪次變換常用來(lái)對(duì)各種CRT顯示器進(jìn)行校正。?(4)灰度修正的MATLAB函數(shù)在MATLAB中，灰度修正函數(shù)為imadjust，其調(diào)用格式為J=imadjust(I[lowhigh][bottomtop]gamma)該語(yǔ)句中的I為輸入圖像，[lowhigh]是其需要變換的灰度范圍；J為灰度變換后的輸出圖像，[bottomtop]是輸出圖像相應(yīng)的灰度范圍；gamma是灰度變換的參數(shù)。?2.2直方圖修正直方圖修

5、正1.1.直方圖原理直方圖原理離散圖像的灰度直方圖是指圖像中每一個(gè)灰度級(jí)與該灰度級(jí)像素個(gè)數(shù)之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系。設(shè)nk是灰度級(jí)為sk的像素個(gè)數(shù)，則圖像灰度直方圖可表示為：(24)kknsh?)(若圖像的像素總數(shù)為n，則可得到歸一化的灰度直方圖如下:(25)nnspkk?)(這是一種概率表達(dá)形式，是灰度級(jí)為sk出現(xiàn)的概率。)(kspMatlab中提供了IPT函數(shù)imhist來(lái)繪制圖像的直方圖，調(diào)用格式為imhist(In)此函數(shù)的功能是計(jì)算和顯

6、示灰度圖像I的直方圖，n為指定的灰度級(jí)數(shù)目(缺省值為256)。但是除此之外繪制直方圖的方法還有很多，可以通過(guò)條形圖、桿狀圖等方式來(lái)表示直方圖。2.2.直方圖均衡化直方圖均衡化直方圖均衡化主要用于增強(qiáng)動(dòng)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(dòng)態(tài)范圍，從而達(dá)到增強(qiáng)圖像整體對(duì)比度的效果。直方圖均衡化一般采用原始圖的累計(jì)分布函數(shù)作為變換函數(shù)。假設(shè)灰度級(jí)歸一化至范圍[01]內(nèi)，pr(