基于雾天、夜天的灰度图像增强实验报告

浙江万里学院图像增强综合应用研究姓名：李柯锋学号：2013014300专业：电子信息工程指导老师：朱仲杰20160615摘要图像增强是图像处理的一项重要内容，其目的是将图像中感兴趣的部分尽可能地突现出来。在一个图像系统中，图像的获取、发送、传输、接收、输出、复制等等，每一个环节都会产生干扰，都会使图像质量降低。因此，如何对这些“降质”图像进行处理使其达到我们的要求已受到研究人员的高度重视。传统的图像增强算法在改善图像的对比度和增强图像的细节的同时也放大了噪声,这是传统算法的缺点和不足之处。【关键词】图像处理；图像增强；算法研究。Abstract：Imageenhancementisanimportantpartofimageprocessing,itspurposeistopartinterestintheimageasmuchaspossibletothefore.Inanimagesystem,imageacquisition,sending,transmitting,receiving,export,copy,andsoon,everystepwillinterferewiththeimagequalitywillbereduced.Therefore,howtheselowerqualityimageprocessingtomakeitmeetourrequirementshasbeenattachedgreatimportancetoresearchers.Traditionalimageenhancementalgorithmswhileimprovingimagecontrastandimagedetailenhancementalsoamplifiednoise,whichisattheshortcomingsanddeficienciesofthetraditionalmethod.目录1绪论..................................................................................................................1.1课题背景及意义.....................................................................................1.2研究现状及课题主要内容.....................................................................1.3本文的工作结构.....................................................................................2图像增强的基本理论........................................................................................2.1图像增强的定义.....................................................................................2.2数字图像的基本概念.............................................................................2.2.1数字图像的表示..........................................................................2.2.2图像的灰度变换..........................................................................2.2.3灰度直方图..................................................................................2.3本章小结.................................................................................................3图像增强的算法分析........................................................................................3.1直方图均衡化.........................................................................................3.2平滑滤波...............................................................................................3.3拉普拉斯锐化处理..............................................................................3.4本章小结...............................................................................................4图像增强的实现..............................................................................................4.1VS2010系统开发的目标.......................................................................4.2直方图均衡化图像增强效果的实现...................................................4.3平滑滤波图像增强效果的实现...........................................................4.4锐化图像增强效果的实现...................................................................4.5本章小结...............................................................................................4.6图像增强的综合应用5总结..................................................................................................................致谢..................................................................................................................参考文献..............................................................................................................1绪论随着计算机的技术不断发展与提高，其强大的功能已被人们深刻认识，它已进入社会的各个领域并发挥着越来越重要的作用。目前，图像应用已遍布人们的生活各个角落，图像增强算法就这样应运而生。本章从课题背景及意义，研究现状及课题主要内容，本文的工作结构几个方面进行分析描述。1.1课题的研究背景及意义数字图像处理(DigitalImageProcessing)是利用计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等相关理论、方法和技术的总称。因为通常图像处理是用计算机和实时硬件实现的，因此也称之为计算机图像处理(ComputerImageProcessing)。一般而言，数字图像处理的主要内容包括图像获取、图像复原、图像增强、图像分割、图像分析、图像重建、图像压缩编码等等。20世纪20年代，图像处理首次应用于改善伦敦和纽约之间海底电缆发送的图片质量。直到20世纪50年代数字计算机发展到一定水平后，数字图像处理才真正引起人们的兴趣。目前数字图像处理技术已经成为计算机科学、信息科学、生物学、军事、通信、工业、医学等学科研究的热点。在日常生活中，图像处理也得到广泛应用。例如电脑人像艺术、电视中的特殊效果、自动售货机钞票的识别、邮政编码的自动识别、交通车辆车牌识别、医学成像设备图像处理和利用指纹、虹膜、面部等特征而进行的身份识别等等。图像增强是图像处理的一项重要内容，其目的是将图像中感兴趣的部分尽可能地突现出来。在一个图像系统中，图像的获取、发送、传输、接收、输出、复制等等，每一个环节都会产生干扰，都会使图像质量降低。因此，如何对这些“降质”图像进行处理使其达到我们的要求已受到研究人员的高度重视。传统的图像增强算法在改善图像的对比度和增强图像的细节的同时也放大了噪声,这是传统算法的缺点和不足之处。图像增强对于物体的特征提取及其识别是非常重要的，主要有以下几个原因：第一，图像增强的好坏直接关系到后续的图像处理（比如图像的分割，边缘检测，特征提取等方面）的好坏；第二，图像增强是图像预处理中非常关键的一环，人们从传感器获得的图像不可能是完美无缺的，不是拍摄的光线不好造成背景黑细节不明显，就是夹杂着各种各样的噪声，这都降低了图像的质量，影响了人们的感官效果；第三，传统的单尺度图像增强存在诸如增强图像的细节方面不突出，不能对图像进行分层处理等等，在处理效果上就没有多尺度处理的效果好，正因为如此基于多尺度分析的图像增强正受到研究人员的重视。多尺度图像增强具有良好的空间域局部化特性，对高频采用逐渐精细的时域或空域步长，可以聚焦到分析对象的任意细节。因此，特别适合于图像信号这一类非平稳信源的处理，已成为一种图像处理的新手段。因此对多尺度对比增强的研究是很有必要和重大意义的。1.2研究现状及课题主要内容图像处理技术始于20世纪60年代，由于当时图像存储成本高，处理设备造价高，因而其应用面很窄。1964年美国加州理工学院的喷气推进实验室，首次对徘徊者7号太空飞船发回的月球照片进行了处理，得到了前所未有的清晰图像，这标志着图像处理技术开始得到实际应用。70年代进入发展期，出现了CT和卫星遥感图像，对图像处理的发展起到了很好的促进作用。80年代进入普及期，此时微机已经能够承担起图形图像处理的任务。VLSI的出现更使得处理速度大大提高，其造价也进一步降低，极大的促进了图像处理系统的普及和应用。90年代是图像处理技术实用化时期，图像处理的信息量巨大，对处理的速度要求极高。21世纪的图像处理技术要向高质量化方面发展，实现图像的实时处理，采用数字全息技术使图像包含最为完整和丰富的信息，实现图像的智能生成、处理、理解和识别。在借鉴国外相对成熟理论体系和技术应用体系的条件下，加强国内技术和应用有了较大的发展。总体来说，图像增强技术的发展大致经历了初创期、发展期、普及期和应用期4个阶段。初创期开始于20世纪60年代，当时的图像采用像素型光栅进行扫描显示，大多采用中、大型机对其进行处理。在这一时期由于图像存储成本高，处理设备造价高，因而其应用面很窄。20世纪70年代进入了发展期，开始大量采用中、大型机进行处理，图像处理也逐渐改用光栅扫描显示方式，特别是出现了CT和卫星遥感图像，对图像增强处理提出了一个更高的要求。到了20世纪80年代，图像增强技术进