数字图像实验报告二图像的灰度变换与直方图均衡

－1－实验二图像的灰度变换与直方图均衡一、实验目的1.理解图像灰度变换与直方图均衡的定义；2.掌握图像灰度变换与直方图均衡化的方法；3.学会利用matlab编程实现灰度变换和直方图均衡的方法。二、实验内容1.利用matlab语言直接编程实现图像的对比度调整；2.利用matlab语言编程实现图像的反转；3.利用matlab语言直接编程实现图像的二值化；4.利用matlab语言直接编程实现图像的直方图均衡化处理。三、实验步骤（一）利用matlab语言直接编程实现图像的对比度调整实验代码如下：A=imread('E:\实验报告\数字图像处理实验报告\数字图像实验报告二通信五班韩奇20110803520\lena.jpg');I=double(A);J=I*0.5+40;A1=uint8(J);figure(1);subplot(1,2,1),imshow(A);subplot(1,2,2),imshow(A1);J=I*1+40;A1=uint8(J);figure(2);subplot(1,2,1),imshow(A);subplot(1,2,2),imshow(A1);J=I*3+40;A1=uint8(J);figure(3);subplot(1,2,1),imshow(A);subplot(1,2,2),imshow(A1);J=exp(I);A1=uint8(J);figure(4);subplot(1,2,1),imshow(A);－2－subplot(1,2,2),imshow(A1);生成图像如下：－3－－4－从图中可以看出，第一幅图相对于原图的对比度降低了，第二幅图相对于原图对比度提高了40个灰度级，第三幅图对比度提高太多，效果反而不好。在三幅图中，第二幅图视觉效果最好，对比度明显又不至于太亮。第四幅图是指数灰度变换。（二）利用matlab语言编程实现图像的反转实验代码如下：A=imread('E:\实验报告\数字图像处理实验报告\数字图像实验报告二通信五班韩奇20110803520\lena.jpg');E=imadjust(A,[0.350.65],[10]);figure;imshow(E);生成图像如下：－5－从图中可以看出，原来亮的部分经过反转之后变暗，暗的部分经过反转变亮。（三）利用matlab语言直接编程实现图像的二值化实验代码如下：I=imread('E:\实验报告\数字图像处理实验报告\数字图像实验报告二通信五班韩奇20110803520\lena.jpg');%要阈值化的图像imshow(I);M=I;[m,n]=size(M);fori=1:mforj=1:nif(M(i,j)120)M(i,j)=0;elseM(i,j)=255;－6－endendendfigure,imshow(M);%M是二值化的图像生成图像如下：－7－程序设置的阈值是120，灰度级低于120的变为0（最暗），高于120的将变为255（最亮）。（四）利用matlab语言直接编程实现图像的直方图均衡化处理实验代码如下：PS=imread('E:\实验报告\数字图像处理实验报告\数字图像实验报告二通信五班韩奇20110803520\qiao.jpg');%读入JPG图像文件PS=rgb2gray(PS);imwrite(PS,'qiao灰度图.bmp');%转换为灰度化并保存figure(1);imshow(PS)%显示出来title('输入图像')%绘制直方图[m,n]=size(PS);%测量图像尺寸参数GP=zeros(1,256);%预创建存放灰度出现概率的向量fork=0:255－8－GP(k+1)=length(find(PS==k))/(m*n);%计算每级灰度出现的概率，将其存入GP中相应位置endfigure(2),bar(0:255,GP,'g')%绘制直方图title('原图像直方图')xlabel('灰度值')ylabel('出现概率')%直方图均衡化S1=zeros(1,256);fori=1:256forj=1:iS1(i)=GP(j)+S1(i);%计算SkendendS2=round((S1*256)+0.5);%将Sk归到相近级的灰度fori=1:256GPeq(i)=sum(GP(find(S2==i)));%计算现有每个灰度级出现的概率endfigure(3),bar(0:255,GPeq,'b')%显示均衡化后的直方图title('均衡化后的直方图')xlabel('灰度值')ylabel('出现概率')%均衡化后的图像PA=PS;fori=0:255PA(find(PS==i))=S2(i+1);%将各个像素归一化后的灰度值赋给这个像素endfigure(4),imshow(PA)%显示均衡化后的图像title('均衡化后图像')imwrite(PA,'qiao均衡后.bmp');生成图像如下：－9－－10－从图中可以看出，经过直方图均衡后，各灰度级出现概率有了一定的－11－变化，原先概率大的略有降低，概率小的略有升高，尤其是220~25灰度级有了明显的提高。从图片质量上来看，均衡化后的图像桥的钢架结构更加清晰，天空中云彩更加艳丽，总体效果比均衡化之前好。四、实验总结这次实验主要是对图像的灰度变换和直方图均衡化，实验内容包括灰度拉伸、图像反转、图像的二值化以及直方图均衡。通过实验将课本上理论知识加以实践，实验过程中明白了图像处理的一些技巧，同时也明白了，不同的图像的处理方法是不完全一致的，例如，实验时，我发现对“qiao”图像的直方图均衡处理效果很好，但同样的方法对于“lena”图像效果却不是很明显。