【正文】 是隨機(jī)產(chǎn)生的，因此具有分布和大小不規(guī)則性的特點(diǎn)。噪聲并不僅限于人眼所見(jiàn)的失真，有些噪聲只針對(duì)某些具體的圖像處理過(guò)程產(chǎn)生 影響。 上述三步得到了原始圖像的一種處理方法，只要求 G(s)是可逆的即可進(jìn)行。 直方圖規(guī)定化方法如下：假設(shè) )(krP 是原始圖像分布的概率密度函數(shù)， )(zpz是希望得到的圖像的概率密度函數(shù)。這種灰度間隔放大可以按照眼睛的對(duì)比度靈敏特性和成像系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)行放大。直方圖均衡化處理可大大改善圖像灰度的動(dòng)態(tài)范圍?；叶茸儞Q函數(shù)為： s=T(r)。當(dāng)圖像的直方圖為一均勻分布時(shí)，圖像的信息熵最大，此時(shí)圖像包含的信息量最大，圖像看起來(lái)就顯得清晰。它 的變換函數(shù)取決于圖像灰度直方圖的累積分布函數(shù)。滿足這兩個(gè)條件，就保證了轉(zhuǎn)換函數(shù)的可逆。 由于圖像的視覺(jué)效果不好或者特殊需要，常常要對(duì)圖像的灰度進(jìn)行修正，以達(dá)到理想的效果，即對(duì)原始圖像的直方圖進(jìn)行轉(zhuǎn)換（修正）： 一幅給定的圖像的灰度級(jí)分布在 0≤r≤1范圍內(nèi)。 （ 4）直方圖具有統(tǒng)計(jì)特性。直方圖反應(yīng)了圖像的整體灰度分布情況，對(duì)于暗色圖像，直方圖的組成集中在灰度級(jí)低（暗）的一側(cè)，相反，明亮圖像的直方圖則傾向于灰度級(jí)高的一側(cè)。通常以圖像中像素?cái)?shù)目的總和 n去除他的每一個(gè)值，以得到歸一化的直方圖，公示如下： nnrP kk /)( ? k=0,1,2,…,L 1 () 寶雞文理學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 且 ??? ?11 1)(LK krP 因此 )(krP 給出了灰度級(jí)為 kr 發(fā)生的概率估計(jì)值。當(dāng) f(x,y)=0時(shí)， 0]1),(ln[ ??yxf ，則 y=a，則 a為 Y軸上的截距，確定了變換曲線的初始位置的變換關(guān)系， b、 c兩個(gè)參數(shù)確定 變換曲線的變化速率。這時(shí)的變換公式為： 1),( ]),([ ?? ?? ayxfcbyxg () 式 中 a， b， c都是可以選擇的參數(shù)，當(dāng) f(x,y)=a時(shí)， g(x,y)=0，此時(shí)指數(shù)曲線交于 X軸，由此可見(jiàn)參數(shù) a決定了指數(shù)變換曲線的初始位置參數(shù) c決定了變換曲線的陡度，即決定曲線的變化速率。如圖 ，為二段線性變換， (a)為高值區(qū)拉伸， (b)為低值區(qū)拉伸。 cayxfyxg ab cd ???? ?? ]),([),( () 若圖像中大部分像素的灰度級(jí)分布在區(qū)間 [a,b]內(nèi)， max f為原圖的最大灰度級(jí)，只有很小一部分的灰度級(jí)超過(guò)了此區(qū)間，則為了改善增強(qiáng)效果，可以令 寶雞文理學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 ??????????????? ??fyxfbdbyxfacayxfayxfocyxg ab cdm a x),(,),(]),([),(),( () 在曝光不足或過(guò)度的情況下，圖像的灰度可能會(huì)局限在一個(gè)很小的范圍內(nèi)，這時(shí)得到的圖像可能是一 個(gè)模糊不清、似乎沒(méi)有灰度層次的圖像。 灰度變換包含的方法很多，如逆反處理、閾值變換、灰度拉伸、灰度切分、灰度級(jí)修正、動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整等。它主要利用點(diǎn)運(yùn)算來(lái)修正像素灰度，由輸入像素點(diǎn)的灰度值確定相應(yīng)輸出點(diǎn)的灰度值，是一種基于圖像變換的操作。要找另一種正交變換，要運(yùn)算簡(jiǎn)單且變換核矩陣產(chǎn)生方便。 圖像變換是指圖像的二維正交變換，它在圖像增強(qiáng)、復(fù)原、編碼等方面有著廣泛的應(yīng)運(yùn)。 圖像變換 人與電腦對(duì)事物的理解是不同的，對(duì)于人來(lái)說(shuō)，文字信息要比圖像信息抽象，但是對(duì)于電腦來(lái)說(shuō)，圖像信息要比文字信息抽象。在圖像處理系統(tǒng)中，圖像增強(qiáng)技術(shù)作為預(yù)處理部分的基本技術(shù)，是系統(tǒng)中十分重要的一環(huán)。圖像增強(qiáng)中變換域增強(qiáng)也得到很廣泛的應(yīng)用，例如付傅氏變換、離散余弦變換、小波變換等，其中小波是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新的時(shí)頻分析工具，它具有時(shí)頻局部化能力和多分辨率分析的能力，使得它很適合于信號(hào)處理鄰域。其中自適應(yīng)濾波器既能平滑又能保護(hù)邊緣，其基本思想是濾波器的參數(shù)可根據(jù)像素所在的鄰域情況而自適應(yīng)選取，也可描述為加權(quán)平均濾波器，可以較好的平滑噪聲區(qū)域，并能保護(hù)較顯著的邊緣，但對(duì)圖像細(xì)節(jié)的保護(hù)較差，該算法對(duì)脈沖噪聲敏感，而且模型的性能受參數(shù)的影響比較大。 VLSI的出現(xiàn)更使得處理速度大大提高，其造價(jià)也進(jìn)一步降低，極大的促進(jìn)了圖像處理系統(tǒng)的普及和應(yīng)用。圖像處理技術(shù)始 20世紀(jì) 60年代，由于當(dāng)時(shí)圖像存儲(chǔ)成本高，處理設(shè)備造價(jià)高，因而其應(yīng)用面很窄。圖像平滑就是針對(duì)圖像噪聲的操作，其主要作用是為了消除噪聲，圖像平滑的常用方法是采用均值濾波或中值濾波，均值濾波是一種線性空間濾波，它用一個(gè)有奇數(shù)點(diǎn)的掩模在圖像 上滑動(dòng)，將掩模中心對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的灰度值用掩模內(nèi)所有像素點(diǎn)灰度的平均值代替，如果規(guī)定了在取均值過(guò)程中掩模內(nèi)各像素點(diǎn)所占的權(quán)重，即各像素點(diǎn)所乘系數(shù)，這時(shí)就稱(chēng)為加權(quán)均值濾波；中值濾波是一種非線性空間濾波，其與均值濾波的區(qū)別是掩模中心對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的灰度值用掩模內(nèi)所有像素點(diǎn)灰度值的中間值代替。 （ 3） 平滑噪聲 有些圖像是通過(guò)掃描儀掃描輸入、或傳輸通道傳輸過(guò)來(lái)的。 （ 1） 直方圖均衡化 有些圖像在低值灰度區(qū)間上頻率較大，使得圖像中較暗區(qū)域中的細(xì)節(jié)看不清楚。傳統(tǒng)的圖像增強(qiáng)算法在確定轉(zhuǎn)換函數(shù)時(shí)常是基于整個(gè)圖像的統(tǒng)計(jì)量，如： ST轉(zhuǎn)換，直方圖均衡，中值濾波，微分銳化，高通濾波等等。 圖像增強(qiáng)概述 圖像增強(qiáng)的定義 圖像增強(qiáng)是指按特定的需要突出一幅圖像中的某些信息，同時(shí)削弱或去除某些不需要的信息的處理方法，也是提高圖像質(zhì)量的過(guò)程。但就國(guó)內(nèi)的情況而言，應(yīng)用還是很不普遍，人們主要忙于從事于理論研究，諸如探索圖像壓縮編碼等，而對(duì)于將成熟技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力方面認(rèn)識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。影響圖像質(zhì)量的幾個(gè)主要因素是 ： （ 1） 隨機(jī)噪聲，主要是高斯噪聲和椒鹽噪聲，可以是 由于相機(jī)或數(shù)字化設(shè)備產(chǎn)生，也可以是在圖像傳輸 ； （ 2） 系統(tǒng)噪聲，由系統(tǒng)產(chǎn)生，具有可預(yù)測(cè)性質(zhì) ； （ 3） 畸變，主要是由于相機(jī)與物體相對(duì)位置、光學(xué)透鏡曲率等原因造成的，可以看作是真實(shí)圖像的幾何變換。 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)主要由圖像采集系統(tǒng)、數(shù)字計(jì)算機(jī)及輸出設(shè)備組成。 數(shù)字圖像處理亦稱(chēng)為計(jì)算機(jī)圖像處理，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?？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)分布于整個(gè)灰度范圍空間，從而達(dá)到圖像增強(qiáng)的效果。 寶雞文理學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 將二維坐標(biāo)位置函數(shù) ),( yxf 稱(chēng)為灰度。作為圖像灰度的量度函數(shù)),( yxf 應(yīng)大于零。這種離散化了的圖 像都是數(shù)字圖像，即 ),( yxf 都在整數(shù)集合中取值。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。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。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(kāi)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。它一般要借助人眼的視覺(jué)特性，以取得看起來(lái)較好地視覺(jué)效果，很少涉及客觀和統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。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。 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。 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 。 gray transform 寶雞文理學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 目 錄 摘要 ................................................................ 1 Abstract ............................................................ 2 第一章 引言 ......................................................... 4 課題的背景及意義 ......................................... 4 課題的主要內(nèi)容 ........................................... 5 第二章 數(shù)字圖像增強(qiáng)的基本理論 ..................................... 6 數(shù)字圖像的基本概念 ........................................ 6 圖像增強(qiáng)概述 ............................................. 7 圖像增強(qiáng)概述 ............................................. 9 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 ......................................... 13 圖像變換 ................................................ 13 灰度變換 ................................................ 15 直方圖變換 .............................................. 17 圖像平滑與銳化 .......................................... 20 色彩增強(qiáng) ................................................ 23 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 .................................. 26 MATLAB 語(yǔ)言的特點(diǎn) ...................................... 28 MATLAB 在圖像處理中的應(yīng)用 .............................. 29 第五章 圖像增強(qiáng)算法與實(shí)現(xiàn) ......................................... 31 圖像的灰度 ............................................... 31 灰度直方圖 ............................................... 31 MATLAB 程序?qū)嵗? ....................................... 31 結(jié) 論 ............................................................. 33 致 謝 ............................................................. 34 參考文獻(xiàn) ........................................................... 34 寶雞文理學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第一章 引言 人類(lèi)傳遞信息的主要媒介是語(yǔ)言和圖像。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) 。 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) 寶雞文理學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 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(mén)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)。 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。 histogram equalization。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。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。盡管由于目的、觀點(diǎn)、愛(ài)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)的目的是增強(qiáng)圖像的視覺(jué)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。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)