數(shù)字圖像處理課程設(shè)計(jì)——彩色圖像增強(qiáng)軟件

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1、數(shù)字圖像處理課程設(shè)計(jì)報(bào)告課設(shè)題目：彩色圖像增強(qiáng)軟件學(xué)院：信息與電氣工程學(xué)院專業(yè)：電子與信息工程班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：2013年12月19日1.不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告目錄一.課程設(shè)計(jì)任務(wù)1二.課程設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方案2三.課程設(shè)計(jì)的步驟和結(jié)果3四.課程設(shè)計(jì)總結(jié)4五.設(shè)計(jì)體會(huì)5六.參考文獻(xiàn)6-15-哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告一.課程設(shè)計(jì)任務(wù)（1）、獨(dú)立設(shè)計(jì)方案，根據(jù)所學(xué)知識(shí)，對(duì)由于曝光過(guò)度、光圈過(guò)小或圖像亮度不均勻等情況下的彩色圖像進(jìn)行增強(qiáng)，提高

2、圖像的清晰度（通俗地講，就是圖像看起來(lái)干凈、對(duì)比度高、顏色鮮艷）。（2）、參考photoshop軟件，設(shè)計(jì)軟件界面，對(duì)處理前后的圖像以及直方圖等進(jìn)行對(duì)比顯示；（3）、將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與處理前的圖像進(jìn)行比較、分析?？偨Y(jié)設(shè)計(jì)過(guò)程所遇到的問(wèn)題。-15-哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告一.課程設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方案1.顏色模型1)RGB模型RGB模型用三維空間中的一個(gè)點(diǎn)來(lái)表示某一種顏色，每個(gè)點(diǎn)有三個(gè)分量，分別代表該點(diǎn)的紅、綠、藍(lán)亮度值，亮度值限定在[0,1]之間。2）HIS模型HIS模型是芒賽爾(Munsell)提出

3、的，它反映了人類的視覺(jué)系統(tǒng)觀察顏色的方式，在藝術(shù)上經(jīng)常使用HIS模型。在HIS模型中，H表示色調(diào)(Hue),S表示飽和度(saturation),I表示亮度(intensity,對(duì)應(yīng)成像亮度和圖像灰度)。這個(gè)模型的建立基于兩個(gè)重要的事實(shí)：I分量與圖像的彩色信息無(wú)關(guān)；H和S分量與人感受顏色的方式是緊密相聯(lián)的。這些特點(diǎn)使得HIS模型非常適合借助人的視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)感知彩色特性的圖像處理算法。2.顏色模型的相互轉(zhuǎn)換1)RGB模型轉(zhuǎn)換到HSI模型給定一幅RGB模型的圖像，對(duì)任何3個(gè)[0,1]范圍內(nèi)的R，G，B值，其

4、對(duì)應(yīng)與HIS模型中的I，S，H分量分別為I=(R+G+B)/3S=I-3[min(R,G,B)]/(R+G+B)]H=式中2)HSI模型轉(zhuǎn)換到RGB模型-15-哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告假設(shè)S和I的值在[0,1]之間，R、G、B的值也在[0,1]之間，則HIS模型轉(zhuǎn)換為RGB、模型的公式分成三段，以便利用對(duì)稱性。H在[0。，120。]之間B=I(1-S)R=IG=3I-(B+R)H在[120。，240。]之間R=I(1-S)G=IB=3I-(R+G)H在[240。，360。]之間G=I(1-S

5、)B=IR=3I-(G+B)3）彩色圖像增強(qiáng)實(shí)際處理時(shí)，彩色圖像常用RGB模型表示，如果直接對(duì)三個(gè)分量圖像進(jìn)行處理，其處理過(guò)程中很可能會(huì)引起三個(gè)分量不同程度的變化，從而很可能帶來(lái)顏色上很大程度的扭曲(顏色種類的改變)。因此，需要先將RGB模型轉(zhuǎn)化為HIS模型，得到相關(guān)性較小的色調(diào)、色飽和度和亮度，然后僅對(duì)其中的亮度分量進(jìn)行處理，在轉(zhuǎn)化為RGB模型，這樣就可以避免由于直接對(duì)RGB分量進(jìn)行處理所產(chǎn)生的圖像失真。4．圖像增強(qiáng)方法的分類圖像增強(qiáng)方法可以分為兩大類：空域方法和頻域方法?？沼蚍ㄊ侵苯訉?duì)圖像的像素灰

6、度值進(jìn)行操作；頻域法是在圖像的變換域中，對(duì)圖像的變換值進(jìn)行操作，然后經(jīng)逆變換獲得所需增強(qiáng)的結(jié)果。-15-哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告5．直方圖均衡化和規(guī)定化灰度直方圖是表示圖像灰度分布情況的統(tǒng)計(jì)表圖，在一定程度上反映了圖像的特點(diǎn)。直方圖均衡化是通過(guò)對(duì)原圖像進(jìn)行某種灰度映射變換，使其直方圖變?yōu)榫鶆蚍植嫉囊环N灰度非線性變換方法。直方圖均衡化以累積分布函數(shù)作為增強(qiáng)函數(shù)。直方圖規(guī)定化可以突出感興趣灰度范圍，即修正直方圖使其具有要求的形式，是對(duì)直方圖均衡化的一種有效擴(kuò)展。由此可知，直方圖均衡化是直方圖規(guī)定

7、化的一種特例，即規(guī)定直方圖是均勻分布。6．圖像平滑圖像平滑的目的是為了去除或衰減圖像中的噪聲和假輪廓，它可以分為空域法和頻域法。1)空域法圖像平滑的空域法就是直接在空域?qū)D像的像素灰度值進(jìn)行處理，以達(dá)到濾除或衰減圖像中噪聲的目的。空域法主要包括基于平均的方法和中值濾波法。鄰域平均法是指用某點(diǎn)鄰域的灰度平均值來(lái)代替該點(diǎn)的灰度值，常用的鄰域?yàn)?-鄰域和8-鄰域。鄰域平均法算法簡(jiǎn)單，處理速度快，但是在衰減噪聲的同時(shí)會(huì)使圖像產(chǎn)生模糊。加閾值平均法通過(guò)加門限的方法來(lái)減少鄰域平均法中所產(chǎn)生的模糊，門限要利用經(jīng)驗(yàn)和

8、多次試驗(yàn)來(lái)獲得。這種方法對(duì)抑制椒鹽噪聲比較有效，同時(shí)也能較好地保護(hù)僅存微小變化差別的目標(biāo)物細(xì)節(jié)。加權(quán)平均法是指利用鄰域內(nèi)灰度值及本點(diǎn)灰度的加權(quán)平均值來(lái)代替該點(diǎn)灰度值，這樣既能平滑噪聲，又能保證圖像中的目標(biāo)物邊緣不至于模糊。事實(shí)上，鄰域平均法和加權(quán)平均法，都可歸結(jié)到模板平滑法中。它們都可以看作是利用模板對(duì)圖像進(jìn)行處理的方法，而不同形式和不同結(jié)構(gòu)的模板就會(huì)形成不同的圖像處理方法。多圖像平均的方法可用來(lái)消減隨即噪聲。同一圖像的M幅經(jīng)多圖像平均后，圖像的信號(hào)基本