数字图像增强算法的应用研究毕业设计

11数字图像增强算法的应用研究目录第一章绪论..............................................................................................11.1数字图像处理.................................................................................................11.2数字图像增强技术研究的现状及意义.........................................................21.3本文研究的内容及方案.................................................................................2第二章基于空域的图像增强技术..........................................................32.1概述.................................................................................................................32.2用直方图修正技术进行图像增强.................................................................42.2.1直方图定义...........................................................................................42.2.2直方图的均衡化...................................................................................52.2.3直方图的规定化...................................................................................82.3灰度变换.......................................................................................................102.3.1线性灰度变换的图像增强仿真：......................................................12第三章基于频域的图像增强技术........................................................133.1同态滤波法...................................................................................................143.1.1同态滤波器..........................................................................................143.1.2同态滤波的增强仿真：......................................................................153.2.理想低通滤波................................................................................................173.2.1理想低通滤波......................................................................................173.2.2理想低通滤波仿真：..........................................................................183.3本章小结........................................................................................................20结束语.......................................................................................................20参考文献...................................................................................................21致谢.............................................................................错误!未定义书签。12摘要图像增强是数字图像处理基本技术，其目的是增强突出图像中的一部分重点关注的信息，而同时抑制另一部分暂时不太关注的信息。由于图像增强技术的大多数工具是基于数学和统计学概念，而且根据不同的用途，它们是严格的面向问题的，因此图像增强的定义正确与否是高度主观化的。本文首先介绍了数字图像处理的概念和数字图像处理增强技术的研究现状及意义。然后从数字图像增强的实际应用出发，详细介绍了几种常用的数字图像增强方法。介绍了基于空域的图像增强技术，包括直方图法和灰度处理法，和基于频域的图像增强技术，包括理想低通滤波和同态滤波。每种方法都给出了算法原理和Matlab程序及仿真。关键词：数字图像；增强；算法；Matlab。13AbstractImageenhancementisthebasicdigitalimageprocessingtechnology,whichaimstoenhancetheprominentpartoftheimageinfocusoninformation,whiletheotherpartbeinglessconcernedaboutthesuppressionofinformation.Sincethemajorityofimageenhancementtechnologytoolsarebasedonmathematicalandstatisticalconcepts,andaccordingtodifferentpurposes,theyarestrictlyissue-oriented,andthereforethedefinitionofimageenhancementisrightornotishighlysubjectiveof.Thispaperintroducestheconceptofdigitalimageprocessinganddigitalimageprocessingenhancetheresearchstatusandsignificance.Andthenfromthedigitalimageenhancementapplication,thedetailsofseveralcommonlyusedmethodsofdigitalimageenhancement.Introducedbasedontheairspaceimageenhancementtechnologies,includinggrayscalehistogrammethodandprocessingmethod,andimageenhancementbasedonfrequencydomaintechniques,includingtheideallow-passfilteringandhomomorphicfiltering.EachmethodisanalgorithmtheoryandMatlabprogramsandsimulation.Keywords:digitalimage;enhancement;algorithm;Matlab.1第一章绪论1.1数字图像处理数字图像处理(DigitalImageProcessing)是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。数字图像处理的产生和迅速发展主要受三个因素的影响：一是计算机的发展；二是数学的发展(特别是离散数学理论的创立和完善)；三是广泛的农牧业、林业、环境、军事、工业和医学等方面的应用需求的增长。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。到20世纪50年代，数字计算机发展到一定的水平后，数字图像处理才真正引起人们的兴趣。1964年美国喷气推进实验室用计算机对“徘徊者七号”太空船发回的大批月球照片进行处理，收到明显的效果。20世纪60年代末，数字图像处理具备了比较完整的体系，形成了一门新兴的学科。20世纪70年代，数字图像处理技术得到迅猛的发展，理论和方法进一步完善，应用范围更加广泛。在这一时期，图像处理主要和模式识别及图像理解系统的研究相联系，如文字识别、医学图像处理、遥感图像的处理等。20世纪70年代后期到现在，各个应用领域对数字图像处理提出越来越高的要求，促进了这门学科向更高级的方向发展。特别是在景物理解和计算机视觉(即机器视觉)方面，图像处理已由二维处理发展到三维理解或解释。近年来,随着计算机和其它各有关领域的迅速发展，例如在图像表现、科学计算可视化、多媒体计算技术等方面的发展，数字图像处理已从一个专门的研究领域变成了科学研究和人机界面中的一种普遍应用的工具。图像处理工具箱提供一套全方位的参照标准算法和图形工具，用于进行图像处理、分析、可视化和算法开发。可用其对有噪图像或退化图像进行去噪或还原、增强图像以获得更高清晰度、提取特征、分析形状和纹理以及对两个图2像进行匹配。工具箱中大部分函数均以开放式MATLAB语言编写。这意味着可以检查算法、修改源代码和创建自定义函数。图像处理工具箱在生物测定学、遥感、监控、基因表达、显微镜技术、半导体测试、图像传感器设计、颜色科学及材料科学等领域为工程师和科学家提供支持。它也促进了图像处理技术的教学。1.2数字图像增强技术研究的现状及意义图像增强数字图像处理中为了改善视觉效果经常采用的一种方法，传统图像增强方法往往带来比较严重的负效应。为此，人们一直在寻找更好的图像增强方法。小波分析因其信号“数学显微镜”，多分辨分析能力，与图像增强的结合成了一种必然。根据人眼对颜色的心理感觉，提出在HSI颜色空间上基于小波分析的医学彩色内窥镜图像增强方法。在增强亮度分量的同时，也对饱和度分量也进行了调节。实验结果表明，该方法抑制了噪声，且使细节得到增强，处理后的图像更加清晰且色泽鲜明。图像增强处理技术一直是图像处理领域一项非常重要的图像处理技术。图像增强是采用一些技术手段，有选择地突出图像中感兴趣的特征或抑制图像中不需要的特征，使之改善图像质量，丰富信息量，加强图像判读和识别效果。因此此类图像处理技术在医学，遥感，微生物，刑侦以及军事等诸多科研和应用领域对原始图像的模式识别，目标检测等起着重要作用。1.3本文研究的内容及方案增强图像中的有用信息，它可以是一个失真的过程，其目的是要改善图像的视觉效果，针对给定图像的应用场合，有目的地强调图像的整体或局部特性，将原来不清晰的图像变得清晰或强调某些感兴趣的特征，扩大图像中不同物体特征之间的差别，抑制不感兴趣的特征，使之改善图像质量、丰富信息量，加强图像判读和识别效果，满足某些特殊分析的需要。图像增强按所用方法可分成频率域