【正文】 寶雞文理學(xué)院2012屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)題　　目 基于MATLAB的數(shù)字圖像增強(qiáng)技術(shù) 基于MATLAB的數(shù)字圖像增強(qiáng)技術(shù)摘要:數(shù)字圖像處理是一門新興技術(shù)，隨著計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展，數(shù)字圖像的實(shí)時(shí)處理已經(jīng)成為可能，由于數(shù)字圖像處理的各種算法的出現(xiàn)，使得其處理速度越來(lái)越快，能更好的為人們服務(wù)。數(shù)字圖像處理是一種通過(guò)計(jì)算機(jī)采用一定的算法對(duì)圖形圖像進(jìn)行處理的技術(shù)，數(shù)字圖像處理技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域上都有了比較廣泛的應(yīng)用。數(shù)字圖像處理是指將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式并利用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理的過(guò)程。在圖像處理中，圖像增強(qiáng)技術(shù)對(duì)于提高圖像的質(zhì)量起著重要的作用。本文先對(duì)圖像增強(qiáng)的原理以及各種增強(qiáng)方法進(jìn)行概述，然后著重對(duì)灰度變換、直方圖均衡化增強(qiáng)方法進(jìn)行了深入的研究，在學(xué)習(xí)數(shù)字圖像的基本表示與處理方法的基礎(chǔ)上，針對(duì)圖像增強(qiáng)的普遍性問(wèn)題，研究和實(shí)現(xiàn)常用的圖像增強(qiáng)方法及其算法，通過(guò)Matlab實(shí)驗(yàn)得出的實(shí)際處理效果，討論不同的增強(qiáng)算法的適用場(chǎng)合，并對(duì)其圖像增強(qiáng)方法進(jìn)行性能評(píng)價(jià)。關(guān)鍵詞：數(shù)字圖像處理；圖像增強(qiáng)；直方圖均衡化；灰度變換 MATLABbased digital image enhancement technologyAbstract: Digital image processing is an emerging technology, with the development of puter hardware, realtime digital image processing has bee possible due to digital image processing algorithms to appear, making it faster and faster processing speed, better for People services .Digital image processing is used by some algorithms puter graphics image processing technology. Digital image processing technology has been in various areas have a relatively wide range of image processing is the procedures of converting image signal into digital format, then using the puter to process it. In the image processing, image enhancement technology plays an important role in improving the quality of the image. This article first introduces the principles of image enhancement and various methods of image strengthening, and then focus on several methods to enhance indepth study such as the gray transformation, histogram equalization, smoothing and sharpening, and other monly used in learning the basic digital image With the approach that on the basis of image enhancement for the universality of the problem, research and realization of mon image enhancement methods and algorithms, through Matlab experiment that the actual effect of various algorithms to pare the advantages and disadvantages to discuss the different enhancement algorithm The application of occasions, and its image enhancement method of performance evaluation. Keywords: Digitalimageprocessing。 Image Enhancement。 histogram equalization。 gray transform 目 錄摘要 1Abstract 1第一章 引言 1 課題的背景及意義 1 課題的主要內(nèi)容 1第二章 數(shù)字圖像增強(qiáng)的基本理論 1 1 圖像增強(qiáng)概述 1 圖像增強(qiáng)概述 1 圖像增強(qiáng)的現(xiàn)狀與應(yīng)用 10第三章 圖像增強(qiáng)方法和原理 1 圖像變換 1 灰度變換 1 直方圖變換 1 圖像平滑與銳化 20 色彩增強(qiáng) 1第四章 MATLAB基本知識(shí)介紹 25 MATLAB的概述 25 MATLAB產(chǎn)生的歷史背景 1 MATLAB語(yǔ)言的特點(diǎn) 1 MATLAB在圖像處理中的應(yīng)用 1第五章 圖像增強(qiáng)算法與實(shí)現(xiàn) 31 31 31 MATLAB程序?qū)嵗?31結(jié) 論 33致 謝 1參考文獻(xiàn) 1第一章 引言人類傳遞信息的主要媒介是語(yǔ)言和圖像。據(jù)統(tǒng)計(jì)在人類接受的各種信息中視覺信息占80%，所以圖像信息是十分重要的信息傳遞媒體和方式。圖像傳遞系統(tǒng)包括圖像采集、圖像壓縮、圖像編碼、圖像存儲(chǔ)、圖像通信、圖像顯示這六個(gè)部分。在實(shí)際應(yīng)用中每個(gè)部分都有可能導(dǎo)致圖像品質(zhì)變差，使圖像傳遞的信息無(wú)法被正常讀取和識(shí)別。因此圖像增強(qiáng)技術(shù)在圖像的傳遞過(guò)程中很重要,是確保圖像在傳遞過(guò)程中品質(zhì)好壞的重要保障。 課題的背景及意義 隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)圖像處理近年來(lái)得到飛躍的發(fā)展，已經(jīng)成功的應(yīng)用于幾乎所有與成像有關(guān)的領(lǐng)域，并正發(fā)揮著相當(dāng)重要的作用。它利用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行系列操作，從而獲得某種預(yù)期的結(jié)果。對(duì)圖像進(jìn)行處理時(shí)，經(jīng)常運(yùn)用圖像增強(qiáng)技術(shù)以改善圖像的質(zhì)量。在一般情況下，經(jīng)過(guò)圖像的傳送和轉(zhuǎn)換，如成像、復(fù)制、掃描、傳輸和顯示等，經(jīng)常會(huì)造成圖像質(zhì)量的下降。在攝影時(shí)由于光照條件不足或過(guò)度，會(huì)使圖像過(guò)暗或過(guò)亮；光學(xué)系統(tǒng)的失真、相對(duì)運(yùn)動(dòng)、大氣流動(dòng)等都會(huì)使圖像模糊，傳輸過(guò)程中會(huì)引入各種類型的噪聲?？傊斎氲膱D像在視覺效果和識(shí)別方便性等方面可能存在諸多問(wèn)題，這類問(wèn)題不妨統(tǒng)稱為質(zhì)量問(wèn)題。盡管由于目的、觀點(diǎn)、愛好等的不同，圖像質(zhì)量很難有統(tǒng)一的定義和標(biāo)準(zhǔn)，但是根據(jù)應(yīng)用要求改善圖像質(zhì)量卻是一個(gè)共同的目標(biāo)。圖像增強(qiáng)是指根據(jù)特定的需要突出圖像中的重要信息，同時(shí)減弱或去除不需要的信息。從不同的途徑獲取的圖像，通過(guò)進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)處理，可以將原本模糊不清甚至根本無(wú)法分辨的原始圖像處理成清晰的富含大量有用信息的可使用圖像，有效地去除圖像中的噪聲、增強(qiáng)圖像中的邊緣或其他感興趣的區(qū)域，從而更加容易對(duì)圖像中感興趣的目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)量。處理后的圖像是否保持原狀已經(jīng)是無(wú)關(guān)緊要的了，不會(huì)因?yàn)榭紤]到圖像的一些理想形式而去有意識(shí)的努力重現(xiàn)圖像的真實(shí)度。圖像增強(qiáng)的目的是增強(qiáng)圖像的視覺效果，將原圖像轉(zhuǎn)換成一種更適合于人眼觀察和計(jì)算機(jī)分析處理的形式。它一般要借助人眼的視覺特性，以取得看起來(lái)較好地視覺效果，很少涉及客觀和統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。增強(qiáng)的效果通常都與具體的圖像有關(guān)系，靠人的主觀感覺加以評(píng)價(jià)。目前圖像增強(qiáng)處理的應(yīng)用已經(jīng)滲透到醫(yī)學(xué)診斷、航空航天、軍事偵察、指紋識(shí)別、無(wú)損探傷、衛(wèi)星圖片的處理等領(lǐng)域。如對(duì)x射線圖片、CT影像、內(nèi)窺鏡圖像進(jìn)行增強(qiáng)，使醫(yī)生更容易從中確定病變區(qū)域，從圖像細(xì)節(jié)區(qū)域中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題；對(duì)不同時(shí)間拍攝的同一地區(qū)的遙感圖片進(jìn)行增強(qiáng)處理，偵查是否有敵人軍事調(diào)動(dòng)或軍事裝備及建筑出現(xiàn)；在煤礦工業(yè)電視系統(tǒng)中采用增強(qiáng)處理來(lái)提高工業(yè)電視圖像的清晰度，克服因光線不足、灰塵等原因帶來(lái)的圖像模糊、偏差等現(xiàn)象，減少電視系統(tǒng)維護(hù)的工作量。圖像增強(qiáng)技術(shù)的快速發(fā)展同它的廣泛應(yīng)用是分不開的，發(fā)展的動(dòng)力來(lái)自穩(wěn)定涌現(xiàn)的新的應(yīng)用，我們可以預(yù)料，在未來(lái)社會(huì)中圖像增強(qiáng)技術(shù)將會(huì)發(fā)揮更為重要的作用。 課題的主要內(nèi)容圖像增強(qiáng)的過(guò)程往往也是一個(gè)矛盾的過(guò)程：圖像增強(qiáng)希望既去除噪聲又增強(qiáng)邊緣。但是，增強(qiáng)邊緣的同時(shí)會(huì)同時(shí)增強(qiáng)噪聲，而濾去噪聲又會(huì)使邊緣在一定程度上模糊，因此，在圖像增強(qiáng)的時(shí)候，往往是將這兩部分進(jìn)行折中，找到一個(gè)好的代價(jià)函數(shù)達(dá)到需要的增強(qiáng)目的。傳統(tǒng)的圖像增強(qiáng)算法在確定轉(zhuǎn)換函數(shù)時(shí)常是圖像變換、灰度變換、直方圖變換、圖像平滑與銳化、色彩增強(qiáng)等。常用的一些圖像增強(qiáng)方法是學(xué)習(xí)圖像增強(qiáng)的基礎(chǔ)，至今它們對(duì)于改善圖像質(zhì)量仍發(fā)揮著重要的作用。本文著重研究了這些增強(qiáng)方法對(duì)圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理，針對(duì)圖像增強(qiáng)的普遍性問(wèn)題，研究和實(shí)現(xiàn)常用的圖像增強(qiáng)方法及其算法，并對(duì)直方圖均衡法做Matlab實(shí)例。 第二章 數(shù)字圖像增強(qiáng)的基本理論圖像增強(qiáng)是一個(gè)失真的過(guò)程，其目的是要改善圖像的視覺效果，針對(duì)給定圖像的應(yīng)用場(chǎng)合，有目的地強(qiáng)調(diào)圖像的整體或局部特性，將原來(lái)不清晰的圖像變得清晰或強(qiáng)調(diào)某些感興趣的特征，擴(kuò)大圖像中不同物體特征之間的差別，抑制不感興趣的特征，使之改善圖像質(zhì)量、豐富信息量，加強(qiáng)圖像判讀和識(shí)別效果，滿足某些特殊分析的需要。 數(shù)字圖像的表示圖像并不能直接用計(jì)算機(jī)來(lái)處理，處理前必須先轉(zhuǎn)化成數(shù)字圖像。早期一般用picture代表圖像，隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在都用image代表離散化了的數(shù)字圖像。由于從外界得到的圖像多是二維（2D）的，一幅圖像可以用一個(gè)2D數(shù)組表示。這里x和y表示二維空間XY中一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的位置，而f則代表圖像在點(diǎn)的某種性質(zhì)數(shù)值。為了能夠用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理，需要坐標(biāo)空間和性質(zhì)空間都離散化。這種離散化了的圖像都是數(shù)字圖像，即都在整數(shù)集合中取值。圖像中的每個(gè)基本單元稱為圖像那元素，簡(jiǎn)稱像素。 圖像的灰度常用的圖像一般是灰度圖，這時(shí)f表示灰度值，反映了圖像上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的亮度。亮度是觀察者對(duì)所看到的物體表面反射光強(qiáng)的量度。作為圖像灰度的量度函數(shù)應(yīng)大于零。人們?nèi)粘？吹降膱D像一般是從目標(biāo)上反射出來(lái)的光組成的，所以可看成由兩部分構(gòu)成：入射到可見場(chǎng)景上光的量；場(chǎng)景中目標(biāo)對(duì)反射光反射的比率。確切地說(shuō)它們分別稱為照度成分和反射成分。與和都成正比，可表示成＝。將二維坐標(biāo)位置函數(shù)稱為灰度。入射光照射到物體表面的能量是有限的，并且它永遠(yuǎn)為正，即0；反射系數(shù)為0時(shí)，表示光全部被物體吸收，反射系數(shù)為1時(shí)，表示光全部被物體反射，反射系數(shù)在全吸收和全反射之間，即01。因此圖像的灰度值也是非負(fù)有界的。 灰度直方圖灰度直方圖是數(shù)字圖像處理中一個(gè)最簡(jiǎn)單、最有用的工具，它反映了數(shù)字圖像中每一灰度級(jí)與其出現(xiàn)頻率之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系?？梢杂嗅槍?duì)性地通過(guò)改變直方圖的灰度分布狀況，使灰度均勻地或按預(yù)期目標(biāo)分