《數(shù)字圖像處理》課程設(shè)計(jì)報(bào)告-空間域圖像增強(qiáng)

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1、XX大學(xué)《數(shù)字圖像處理》課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：空間域圖像增強(qiáng)專業(yè)：信息與計(jì)算科學(xué)學(xué)號(hào)：XXXXXXXXXXX組長(zhǎng)：XXXXXXXX指導(dǎo)教師：XXXXXXX成績(jī)：XXXXXXXXX二〇一〇年六月二十八日一、課程設(shè)計(jì)目的1、提高分析問題、解決問題的能力，進(jìn)一步鞏固數(shù)字圖像處理系統(tǒng)中的基本原理和方法。2、熟悉掌握一門計(jì)算機(jī)語言，可以進(jìn)行數(shù)字圖像的應(yīng)用處理的開發(fā)設(shè)計(jì)。3、充分利用所學(xué)數(shù)學(xué)方面的知識(shí)對(duì)問題進(jìn)行深入分析。二、課程設(shè)計(jì)基本要求1、對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握要求：（1）深入理解空域圖像增強(qiáng)方法的基本原理和基本的一些算法。（2

2、）掌握線性平滑濾波器和中值濾波器的設(shè)計(jì)。（3）掌握拉普拉斯變換與梯度變換處理圖像結(jié)果分析。（4）利用MATLAB對(duì)圖像進(jìn)行各種處理，如：灰度切割，直方圖的規(guī)定化和均衡化。（5）學(xué)會(huì)MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序設(shè)計(jì)方法。2、分組情況組長(zhǎng)：組員：情況：：設(shè)計(jì)全過程的監(jiān)督及協(xié)助、資料收集以及部分源程序代碼的編寫和整個(gè)源程序代碼的整理。：空域?yàn)V波增強(qiáng)中中值濾波器和銳化濾波器的設(shè)計(jì)。：空域?yàn)V波增強(qiáng)中線性平滑濾波器的設(shè)計(jì)。：空域點(diǎn)處理增強(qiáng)中的直方圖規(guī)定化方法的分析。：空域點(diǎn)處理增強(qiáng)中的灰度變換方法的分析。3

3、、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容通過空域方法提出圖像增強(qiáng)的處理方法，理論原理結(jié)合實(shí)例對(duì)問題進(jìn)行分析。三、課程設(shè)計(jì)步驟在空域圖像處理方法中，根據(jù)每次處理時(shí)針對(duì)單個(gè)像素還是小的子圖像塊（模板）又可分為兩種：一種是基于像素的圖像增強(qiáng)，也叫點(diǎn)處理，這種增強(qiáng)過程中對(duì)每個(gè)像素的處理與其他像素?zé)o關(guān)；另一種是基于模板的圖像增強(qiáng)，也叫空域?yàn)V波，這種增強(qiáng)過程中的每次處理操作都是基于圖像中的某個(gè)小的區(qū)域。下面就這兩種方法分別進(jìn)行論述：1、空域點(diǎn)處理增強(qiáng)（1）基本灰度變換A．圖像求反：將原圖像灰度值翻轉(zhuǎn)，簡(jiǎn)單的說就是使黑變白，白變黑。公式表示：灰度級(jí)

4、范圍[0，L-1]時(shí)，t=L-1-s；255255用Matlab程序?qū)崿F(xiàn)圖像求反：I=imread(‘123.tif’);Imshow(I)I=double(I)I=256-1-II=unit8(I)FigureImshow(I)結(jié)果如下圖：(a)原圖(b)經(jīng)處理后的圖結(jié)果分析：實(shí)現(xiàn)反白，適用于增強(qiáng)嵌入于圖像暗色區(qū)域的白色或灰色細(xì)節(jié)。B、對(duì)數(shù)變換：所顯示的圖像相對(duì)于原圖像存在失真時(shí)，要消除這種因動(dòng)態(tài)范圍太大而引起的失真，一種有效的方法是對(duì)原圖像的動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)行壓縮，于是常借助于對(duì)數(shù)形式對(duì)動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)行調(diào)整。公式表

5、示：t=Clog(1+

6、s

7、)，其中C為尺度比例常數(shù)，取值可結(jié)合原圖像的動(dòng)態(tài)范圍以及顯示設(shè)備的顯示能力來定。圖：對(duì)數(shù)變換函數(shù)示意圖用Matlab程序?qū)崿F(xiàn)圖像求反：I=imread(‘123.tif’);Figure;Imshow(I);I=double(I);I2=41*log(1+I);I2=unit8(I2);Figure;Imshow(I2);結(jié)果如下圖：(a)原圖(b)經(jīng)處理后的圖結(jié)果分析：擴(kuò)展低輸入，壓縮高輸入。當(dāng)原圖動(dòng)態(tài)范圍太大，超出顯示設(shè)備的范圍時(shí)，如直接顯示原圖則一部分細(xì)節(jié)可能丟失。此時(shí)采用對(duì)

8、數(shù)變換，如傅里葉頻譜的顯示。C、分段線性變換：將需要的圖像細(xì)節(jié)灰度級(jí)拉伸，增強(qiáng)對(duì)比度，將不需要的圖像細(xì)節(jié)灰度級(jí)壓縮。公式表示：圖(a)圖（b）圖(a)表示：a>c,bd，從圖中曲線可以看出通過這樣一個(gè)變換，原圖像中灰度值在0到a和b到L-Mf間的動(dòng)態(tài)范圍增加了，而原圖像中灰度值在a和b間的動(dòng)態(tài)范圍減少了，從而增強(qiáng)了

9、中間范圍內(nèi)的對(duì)比度。由此得出結(jié)論：通過調(diào)整a,b,c,d可以控制分段直線的斜率，可對(duì)任一灰度區(qū)間進(jìn)行擴(kuò)展和壓縮。用Matlab程序?qū)崿F(xiàn)圖像的線性變換：I=imread(‘2.tif’);%讀入并顯示原始圖像imshow(I);I=double(I);[M,N]=size(I);fori=1:Mforj=1:NifI(i,j)<=30I(i,j)=I(i,j);elseifI(i,j)<=150I(i,j)=(200-300)/(150-30)*(I(i,j)-30)+30;elseI(i,j)=(255-20

10、0)/(255-150)*(I(i,j)-150)+200;endendendfigure(2);imshow(uint8(I));%顯示變換后的結(jié)果圖結(jié)果如下圖：(a)原圖(b)變換后的圖結(jié)果分析：壓縮兩端的背景的動(dòng)態(tài)范圍，擴(kuò)展中段的目標(biāo)的動(dòng)態(tài)范圍。D：灰度切割：目的是增強(qiáng)特定范圍的對(duì)比度，用來突出圖像中特定灰度范圍的亮度，常用的有兩種方法，示意圖如下圖所示：L-1L-1rr0ABL-10ABL-