圖像增強直方圖均衡化

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1、用直方圖均衡化進行圖像增強2011-3-22目錄1.灰度級直方圖的概念2.直方圖的計算3.直方圖的性質(zhì)4.直方圖均衡化一.灰度級直方圖的概念長江大學電子信息學院灰度級直方圖1直方圖的概念2灰度級的直方圖是反應(yīng)一幅圖像中的灰度級與出現(xiàn)這種灰度的概率之間的圖形。設(shè)圖像的灰度范圍為[a,b]，r為此灰度范圍內(nèi)的任一灰度級，p(r)為這幅圖像中灰度級為r的像素出現(xiàn)的頻率，可以看出p(r)是r的函數(shù)。該函數(shù)的圖形稱為這幅圖像的直方圖。一.灰度級直方圖的概念長江大學電子信息學院灰度級123456灰度級的像素數(shù)7437213圖像的直方圖一.灰度

2、級直方圖的概念長江大學電子信息學院灰度圖像的直方圖二.直方圖的計算長江大學電子信息學院設(shè)r表示圖像中像素的灰度級，可以用概率密度函數(shù)Pr(rk)表示原始圖像的灰度分布。則式中，N為一幅圖像中像素的總數(shù)；nk為第k級灰度的像素；rk為第k個灰度級；Pr(rk)表示該灰度級出現(xiàn)的概率。因為Pr(rk)給出了對rk出現(xiàn)概率的一個估計，所以直方圖提供了原圖的灰度值分布情況，也可以說給出了一幅圖像所有灰度值的整體描述。三.直方圖的性質(zhì)長江大學電子信息學院（1）它只反映該圖像中不同灰度值出現(xiàn)的次數(shù)，而未反映某一灰度值像素所在的位置。也就是說

3、，它只包含了該圖像中某一灰度值的像素出現(xiàn)的概率，而丟失了其所在位置的信息。（2）任一幅圖像，都能唯一地確定出一幅與它對應(yīng)的直方圖，但不同的圖像，可能有相同的直方圖。三.直方圖的性質(zhì)長江大學電子信息學院不同圖象對應(yīng)相同的直方圖四.直方圖均衡化長江大學電子信息學院1.原因大多數(shù)自然圖像，其灰度分布集中在較窄的區(qū)間，引起圖像細節(jié)不夠清晰，采用直方圖修正后可使圖像的灰度間距拉開或使灰度分布均勻，從而增大反差，使圖像細節(jié)清晰，達到增強的目的。例如一幅過曝光的圖片，其灰度級都集中在高亮度范圍內(nèi)，而曝光不足的圖片，其灰度級集中在低亮度范圍內(nèi)，具

4、有這樣直方圖的圖片其可視效果比較差。四.直方圖均衡化長江大學電子信息學院2.直方圖均衡化步驟(1)對給定的待處理圖像統(tǒng)計其直方圖，求出(2)根據(jù)統(tǒng)計出的直方圖采用累積分布函數(shù)作變換,(3)用新灰度代替舊灰度，求出Ps(s)，這一步是近似過程，應(yīng)根據(jù)處理目的盡量做到合理，同時把灰度值相等或近似地合并到一起。求變換后的新灰度；四.直方圖均衡化長江大學電子信息學院例子假定有一幅像素數(shù)為64×64，灰度級為8級的圖像，將其進行均衡化處理，其灰度級分布表如右圖所示：表64×64大小的圖像灰度級分布四.直方圖均衡化長江大學電子信息學院圖(

5、a)原圖灰度級直方圖；圖(b)累積變換后的直方圖；圖(c)均衡化后的直方圖；直方圖均衡化示意圖四.直方圖均衡化長江大學電子信息學院3.直方圖均衡化MATLAB的實現(xiàn)（1）imhist函數(shù)功能：計算和顯示圖像的色彩直方圖。格式：imhist(I,n)imhist(X,map)［counts,x］=imhist(…)說明：imhist(I,n)計算和顯示灰度圖像I的直方圖，n為指定的灰度級數(shù)目，缺省值為256；imhist(X,map)計算和顯示索引色圖像X的直方圖，map為調(diào)色板；［counts,x］=imhist(..

6、.)返回直方圖數(shù)據(jù)向量counts和相應(yīng)的色彩值向量x，用stem(x,counts)同樣可以顯示直方圖。四.直方圖均衡化長江大學電子信息學院顯示灰度圖像‘baby.jpg’的直方圖程序：I=imread(‘C:baby.jpg’);subplot(1,2,1),imshow(I);subplot(1,2,2),imhist(I);3.直方圖均衡化MATLAB的實現(xiàn)四.直方圖均衡化長江大學電子信息學院灰度圖像的色彩直方圖四.直方圖均衡化長江大學電子信息學院顯示索引色圖像的直方圖程序：clf;loadtrees;subplot(1

7、,2,1),imshow(I);subplot(122);imhist(X,map);3.直方圖均衡化MATLAB的實現(xiàn)四.直方圖均衡化長江大學電子信息學院索引色圖像的直方圖四.直方圖均衡化長江大學電子信息學院程序：I=imread(‘trees.tif');[c,x]=imhist(I);subplot(121);imshow(I);subplot(1,2,2),stem(x,c);3.直方圖均衡化MATLAB的實現(xiàn)用stem函數(shù)顯示圖像直方圖四.直方圖均衡化長江大學電子信息學院圖像的直方圖四.直方圖均衡化長江大學電子信息學院（

8、2）imadjust函數(shù)功能：通過直方圖變換調(diào)整對比度。格式：J=imadjust(I,［lowhigh］,［bottomtop］,gamma)newmap=imadjust(map,［lowhigh］,［bottomtop］,gamma)說