課程設(shè)計圖像空域增強算法設(shè)計—直方圖變換增強

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1、成績評定表學(xué)生姓名王紅班級學(xué)號1303030404專業(yè)電子信息工程課程設(shè)計題目圖像空域增強算法設(shè)計一一直方閣變換增強評語組長簽字：成績?nèi)掌?016年7月18日課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)院信息科學(xué)與工程專業(yè)電子信息工程學(xué)生姓名王紅班級學(xué)號1303030404課程設(shè)計題0圖像空域增強算法設(shè)計——-直方圖變換增強實踐教學(xué)要求與任務(wù)：本設(shè)計要求利用Matlab進行編程及仿真，仿真內(nèi)容為圖像空域增強算法設(shè)計——直方圖變換增強。要求利用所學(xué)數(shù)字圖象處理技術(shù)知識，在Matlab軟件系統(tǒng)上來實現(xiàn)灰度變換增強，并對程序進行測試。要求如下

2、：（1）學(xué)習(xí)Matlab處理圖像的方法；（2）加深對空域增強的理解；（3）掌握直方網(wǎng)均衡化和標(biāo)準化算法。工作計劃與進度安排：第一階段（1-2天）：熟悉matlab編程環(huán)境，查閱相關(guān)資料；第二階段（2-3天）：算法設(shè)計；第三階段（2-3天）：編碼與調(diào)試；第四階段（1-2天）：實驗與分析；第五階段（1-2天）：編寫文檔。指導(dǎo)教師：專業(yè)負責(zé)人：學(xué)院教學(xué)副院長：2016年7只3日2016年7只4日2016年74日摘要空域增強是數(shù)字閣像處理的基本內(nèi)容之一。經(jīng)過增強處理后，閣像的視覺效果會得到改善，對比度增強，為圖像的信

3、息提取及其他圖像分析技術(shù)奠定良好的基礎(chǔ)。由于沒冇衡量圖像増強質(zhì)量的通用標(biāo)準，圖像增強往往和具體應(yīng)用背景有較大的相關(guān)性。本課程設(shè)計主要研究用于圖像空域增強算法的直方圖變換增強，氈拈直方圖均衡化與直方閣規(guī)定化。對丁?原本偏亮或偏暗的閣像，均衡化可以使被處理閣像不再偏喑也不再偏亮，灰度足次分布比較均勻。規(guī)定化可將被處理圖像按照預(yù)先設(shè)定的形狀調(diào)整其直方圖。二者均吋改善圖像視覺效果。采用MATLAB軟件進行編程，運用上述算法對圖像進行處理。仿真結(jié)果表明，處理后的圖像對比度得到了明敁改善，圖像細節(jié)清晰，增強了圖像的視覺效

4、果，有利于閣像的分析和識別。關(guān)鍵詞：空域增強；直方圖變換增強；MATLAB目錄1設(shè)計目的與要求11.1設(shè)計目的11.2設(shè)計要求12i殳i十臟12.1直方圖均衡化12.2直方圖規(guī)定化23奶十餘33.1設(shè)計思想33.2設(shè)計流程44車欠做王見54.1原始圖像54.2圖像均衡化54.3圖像規(guī)定化65仿真與結(jié)果分析65.1仿真75.1.1圖像原始化75.1.2圖像均衡化85.1.3圖像規(guī)定化85.2結(jié)果分析10結(jié)i侖11參考文獻121設(shè)計目的與要求1.1設(shè)計目的選擇一副對比度不足的圖像，對該圖像進行灰度變換實現(xiàn)圖像的增

5、強，增強對比度，敁示增強前、后的圖像以及他們的灰度直方圖?？偨Y(jié)直方圖增強的方法，對比方法的優(yōu)缺點，積極思考基于特定閣像的增強方法，設(shè)計屮應(yīng)具冇內(nèi)己的設(shè)計思想、設(shè)計體會。1.2設(shè)計要求(1)學(xué)習(xí)Matlab處理圖像的方法；(2)加深對空域增強的理解；(3)掌握直方圖均衡化和標(biāo)準化算法。2設(shè)計原理一般情況卜'，如果圖像的灰度分別集中在比較窄的區(qū)間，從而引起圖像細節(jié)的模糊，為了使圖像細節(jié)清晰，并使H標(biāo)得到突出，達到圖像增強的目的，可通過改善各部分亮度的比例關(guān)系，即通過直方圖的方法來實現(xiàn)。直方圖的方法是以概率論為基礎(chǔ)

6、的。常用的方法有直方圖均衡化和直方圖規(guī)定化。2.1直方均衡化直方間均衡化又稱直方間平坦化，是將一己知灰度概率密度分布的聞像經(jīng)過某種變換，變成一幅具宥均勻灰度概率密度分布的新圖像。其結(jié)果是擴展了像元取值的動態(tài)范圍，從而達到增強圖像整體對比度的效果。直方圖均衡化的具體實現(xiàn)步驟如下：(1)列出原始圖像的灰度級rk,k=0，1，???，L-1(3.1)(1).統(tǒng)計各灰度級的像素數(shù)目nk，k=0，1，??”L一1(3.2)(2)計算原始圖像直方圖各灰度級的頻數(shù)Pr(r,)=Y，()

7、(3)計算累積分布函數(shù)，即：衡化后各像索的灰si=T=尸r(廠_/)~^-L，j=0，1”.”眾”"L-1(3.4)7=0.,=0(4).應(yīng)用以下公式計算映射后的輸出閣像的灰度級，P為輸出閣像灰度級的個數(shù)，其中INT為取整符號5,.=INT[(gmax-g^)r(r)+^min+0.5]，/=1，……，P-1(3.6)(5).統(tǒng)計映射后各灰度級的像素數(shù)目?z,i=0,1,...,k,...P-1(6)計算輸出直方圖尸=0,1,...,p-(3.7)n(7)用&和&的映射關(guān)系修改原始圖像的灰度級，從而獲得直方

8、圖近似為均勻分布的輸出圖像。2.2直方圖規(guī)定化直方圖均衡化的優(yōu)點是能自動增強整個圖像的對比度，但它的具體增強效果不易控制，處理的結(jié)果總是得到全局的均衡化的直方圖。實際工作中，有時需要變換直方閣使之成為某個特定的形狀，從而冇選擇地增強某個灰度值范圍內(nèi)的對比度，這時可采用比較靈活的直方圖規(guī)定化方法。直方圖規(guī)定化增強處理的步驟如下：令Pr(r)和Pz(z)分別為原始圖像和期望圖像的灰度概率密度函數(shù)。如果對