實驗2_灰度修正技術(shù)1

1、1實驗實驗2灰度修正技術(shù)灰度修正技術(shù)一、一、實驗?zāi)康模簩嶒災(zāi)康模?.掌握灰度變換2.深入理解圖像直方圖的概念，掌握圖像直方圖的繪制方法3.掌握直方圖均衡化的原理，并會用直方圖均衡化對圖像進行處理二、二、實驗原理實驗原理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，其目的是增強圖像的對比度，使圖像更加清晰。1灰度變換灰度變換是一種最簡單的圖像增強技術(shù)，它屬于點操作，這種變換方法有多種，如線性變換、對數(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式g可以寫成(21)MmfMmfmnMNg????????)()(?若α1，則輸出圖像對應(yīng)的灰度范圍擴大，對比度增強；若，則輸出圖像對應(yīng)的灰度范圍擴大，對比度增強；若0α1，則，則輸出圖像對應(yīng)的灰度范圍壓縮，對比度減??；若輸出圖像對應(yīng)的灰度范圍壓縮，對比度減??；若α0，則圖像灰度值求反

3、，則圖像灰度值求反(見圖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)對數(shù)變換對數(shù)變換設(shè)輸入圖像灰度值為非負值，即，則對數(shù)變換的數(shù)學(xué)表達式為0?f(22))1log(fcg??式中c是一個可以調(diào)整的常數(shù)。當(dāng)時，對數(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、擴大，而亮像素的3圖23冪次變換冪次變換常用來對各種CRT顯示器進行校正。?(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灰度級與該灰度級像素個數(shù)之間的統(tǒng)計關(guān)系。設(shè)nk是灰度級為sk的像素個數(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?)(這是一種概率表達形式，是灰度級為sk出現(xiàn)的概率。)(kspMatlab中提供了IPT函數(shù)imhist來繪制圖像的直方圖，調(diào)用格式為imhist(In)此函數(shù)的功能是計算和顯

6、示灰度圖像I的直方圖，n為指定的灰度級數(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，可以通過條形圖、桿狀圖等方式來表示直方圖。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，從而達到增強圖像整體對比度的效果。直方圖均衡化一般采用原始圖的累計分布函數(shù)作為變換函數(shù)。假設(shè)灰度級歸一化至范圍[01]內(nèi)，pr(