图像信息处理之非线性线性增强和直方图均衡化

图像信息处理上机实验报告实验内容（1）图像线性对比度增强，测试图Fig69.bmp（2）图像非线性调整（对数，指数）（3）图像直方图均衡化一：图像线性对比度增强：（1）原理：对图像灰度值的线性映射原理图：对比度线性展宽计算公式：g(i.j)=,)).((,)),((),,(bbaagfjifgfjifjif255),(),(),(0jifffjifffjifbbaa(i=1,2,3,……,m;j=1,2,3,……,n)g(i,j)255gbgafafb255f(i,j)对比度线性展宽映射关系其中，,/aafg),/()(ababffgg)255/()255(bbfg,图像大小为m*n线性动态调整时),/(255,0fafb0（2）实验方法与线性动态调整程序：实验时先用imadjust函数调整确定fa、fb大小，再编写程序；程序：A=imread('C:\Users\sony\Desktop\学习资料\图像信息处理\13周上机\例图\Fig69.bmp');[row,col]=size(A);A1=double(A);fa=0.1*max(max(A1));fb=0.4*max(max(A1));fori=1:rowforj=1:colifA1(i,j)=fa;B(i,j)=0;elseifA1(i,j)=fb;B(i,j)=255/(fb-fa)*(A1(i,j)-fa)+0.5*fa;elseB(i,j)=255;endendendendB=uint8(B);subplot(1,2,1),imshow(A),title('原图');subplot(1,2,2),imshow(B),title('亮度增强图');(3)程序调整结果：(4)存在问题与分析：图中白色部分太亮，是因为将后面灰度值较大的部分直接转换为255造成，使得其变化太突兀，对比太明显。可以采用前一种调整方法，即线性对比度展宽原理，但由于使用时其实效果也不是很明显所以直接用后一种更简洁。二：图像非线性调整（对数，指数）（1）对数形式原理图：计算公式：)),(1lg(*),(jifcjig(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n)c为增益常数，f(i,j)为原图灰度，g(i,j)为处理后图像灰度，图像大小m*ng(i,j)f(i,j)非线性动态范围调整映射关系指数形式原理图：计算公式：1),(]),([ayxfcbjig；a、b、c可调（2）非线性调整——对数程序A=imread('C:\Users\sony\Desktop\学习资料\图像信息处理\13周上机\例图\Fig69.bmp');[row,col]=size(A);A1=double(A);fori=1:rowforj=1:colB(i,j)=48*log(1+A1(i,j));endendB=uint8(B);f(i,j)g(i,j)subplot(1,2,1),imshow(A),title('原图');subplot(1,2,2),imshow(B),title('亮度增强图');程序调试结果：图中C依次为：45、48、50、55综合来看C=48时效果比较好结果分析：非线性对数调整主要灰度值比较大的部分变化不明显，即抑制高亮度、扩展低亮度区域；但也带来问题，图中整个画面显得比较白（3）非线性——指数程序A=imread('C:\Users\sony\Desktop\学习资料\图像信息处理\13周上机\例图\Fig69.bmp');[row,col]=size(A);A1=double(A);fori=1:rowforj=1:colB(i,j)=12)1),(1*(3jiAendendB=uint8(B);subplot(1,2,1),imshow(A),title('原图');subplot(1,2,2),imshow(B),title('亮度增强图');(3)直方图均衡化f(i,j)为原图灰度，g(i,j)为处理后图像灰度，(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n)；灰度变化范围[0，255]，①求出原图f(i,j)灰度直方图，设用256维向量hf表；②由hf求原图灰度分布概率，记为pf，则有fffNihp/)(，i=0,1,2，…，255，其中Nf=M*N（图像总像素个数）；③计算图像各个灰度值的累积分布概率，记为pa，则有ikfakpp0)(，i=1,2,…,255,其中，令pa（0）=0；④进行直方图均衡化计算，得到处理后图像像素值),(jig为：)(*255),(kpjiga。