数字图像处理实验一学习教案.pptx
数字图像处理实验数字图像处理实验(shyn)一一第一页，共18页。一实验内容：一实验内容：图像灰度变换图像灰度变换二实验目的：二实验目的：1、理解、掌握对数变换、幂次变换、对比度拉伸、理解、掌握对数变换、幂次变换、对比度拉伸的原理的原理(yunl)方法方法 2、了解图像灰度级的概率分布情况，掌握直方图、了解图像灰度级的概率分布情况，掌握直方图均衡化原理均衡化原理(yunl)和方法和方法3、编程实现图像的对数变换、幂次变换、对比度、编程实现图像的对数变换、幂次变换、对比度拉伸、直方图均衡化拉伸、直方图均衡化第1页/共18页第二页，共18页。三实验三实验(shyn)步骤：步骤：1.获取实验(shyn)用图像：Fig3.05(a).jpg.使用imread函数将图像Matlab；并对其进行对数变换（令c=1）；应用sublpot在同一个图像窗口中显示原图像及对数变换后的图像，分别用title标注。具 体 程 序f=imread(Fig3.05(a).jpg);r=double(f);s=log(r+1);subplot(1,2,1),imshow(f);title(original image);subplot(1,2,2),imshow(s);title(对数变换 image);第2页/共18页第三页，共18页。实验(shyn)原理：对数变换的原理对数变换的原理对数变换的一般对数变换的一般(ybn)表达式为：表达式为：S=cLog(1+r)其中为其中为c常数，对数变换使一窄带低灰度输入图像值映射常数，对数变换使一窄带低灰度输入图像值映射为一宽带输出值，相对的是输入灰度的高调整值。可以利用为一宽带输出值，相对的是输入灰度的高调整值。可以利用这种变换来扩展被压缩的高值图像中的暗像素，相对的是反这种变换来扩展被压缩的高值图像中的暗像素，相对的是反对数变换的调整值，它在很大程度上压缩了图像像素值的动对数变换的调整值，它在很大程度上压缩了图像像素值的动态范围。态范围。第3页/共18页第四页，共18页。显示(xinsh)结果：第4页/共18页第五页，共18页。2.产生灰度变换函数(hnsh)T1，使得：0.3r r 0.65 用T1对原图像Fig3.10(b).jpg进行处理，在同一窗口显示处理前后的图像。具 体 程 序f=imread(Fig3.10(b).jpg);k=double(f);for i=1:500 for j=1:500 r=k(i,j);if r0.35s(i,j)=r*0.3;elseif r=0.65s(i,j)=0.105+2.6333*(r-0.35);else s(i,j)=1+0.3*(r-1);end endendsubplot(1,2,1),imshow(k,);title(原图(yun t),fontsize,25)；subplot(1,2,2),imshow(mat2gray(s),);title(变换后,fontsize,25)；第5页/共18页第六页，共18页。实验(shyn)原理：低对比度图像可由照明不足、成像传感器动态范围太小，甚至在图像获取过程中透镜光圈设置错误引起(ynq)。灰度拉伸的思想是提高图像处理时灰度级的动态范围，通过分段线性函数对图像的灰度进行改变。第6页/共18页第七页，共18页。显示(xinsh)结果：第7页/共18页第八页，共18页。3.分别用 s=r0.6;s=r0.4;s=r0.3 对Fig3.08(a).jpg图像进行幂次变换。为简便(jinbin)起见，可使用Matlab中的imadjust函数；在同一图像窗口显示原图像，伽玛为0.6，0.4，0.3的图像具 体 程 序f=imread(Fig3.08(a).jpg);r=double(f);s1=power(r,0.6);s2=power(r,0.4);s3=power(r,0.3);subplot(1,4,1),imshow(f),title(原图(yun t),fontsize,25);subplot(1,4,2),imshow(s1,),title(伽玛为0.6,fontsize,25);subplot(1,4,3),imshow(s2,),title(伽玛为0.4,fontsize,25);subplot(1,4,4),imshow(s3,),title(伽玛为0.3,fontsize,25);第8页/共18页第九页，共18页。实验(shyn)原理：幂次变换的基本形式为：其中c和 为正常数。有时考虑到偏移量（即当输入为0时的可测量输出），式也写作。作为的函数，对于的各种(zhn)值绘制的曲线如图。如对数变换的情况一样，幂次曲线中的部分值把输入窄带暗值映射到宽带输出值。第9页/共18页第十页，共18页。显示(xinsh)结果：第10页/共18页第十一页，共18页。4.对Fig3.09(a).jpg图像(t xin)进行幂次变换，伽玛分别为3、4、5；在同一窗口下分别显示原图像(t xin)及伽玛为3、4、5的图像(t xin)具 体 程 序 f=imread(Fig3.09(a).jpg);r=double(f);s1=power(r,3);s2=power(r,4);s3=power(r,5);subplot(1,4,1),imshow(f),title(原图(yun t),fontsize,25);subplot(1,4,2),imshow(s1,),title(伽玛为3,fontsize,25);subplot(1,4,3),imshow(s2,),title(伽玛为4,fontsize,25);subplot(1,4,4),imshow(s3,),title(伽玛为5,fontsize,25);第11页/共18页第十二页，共18页。实验(shyn)原理：在本实验(shyn)中我们选取，则.当时,由于,故，由图三可以看出，伽玛值越小，图像的灰度越接近于1，因而图像越亮，图三中时图像显示效果最好。当时,由于,故，由图四可以看出，伽玛值越大，图像的灰度越接近于0，因而图像越暗，时图像显示效果最好。第12页/共18页第十三页，共18页。显示(xinsh)结果：第13页/共18页第十四页，共18页。5.分别读入Fig3.15(a)1.jpg、Fig3.15(a)2.jpg、Fig3.15(a)3.jpg、Fig3.15(a)4.jpg，绘出直方图；并对这四幅图像进行(jnxng)直方图均衡化处理，显示处理后的图像及直方图。具 体 程 序f=imread(Fig3.15(a)1.jpg);f1=imread(Fig3.15(a)2.jpg);f2=imread(Fig3.15(a)3.jpg);f3=imread(Fig3.15(a)4.jpg);subplot(1,4,1),imhist(f);title(原直方图 1);subplot(1,4,2),imhist(f1);title(原直方图 2);subplot(1,4,3),imhist(f2);title(原直方图 3);subplot(1,4,4),imhist(f3);title(原直方图 4);s=histeq(f);s1=histeq(f1);s2=histeq(f2);s3=histeq(f3);figure,subplot(2,4,1),imhist(s);title(均衡化直方图 1);subplot(2,4,2),imhist(s1);title(均衡化直方图 2);subplot(2,4,3),imhist(s2);title(均衡化直方图 3);subplot(2,4,4),imhist(s3);title(均衡化直方图 4);subplot(2,4,5),imshow(s);title(均衡化图像(t xin)1);subplot(2,4,6),imshow(s1);title(均衡化图像(t xin)2);subplot(2,4,7),imshow(s2);title(均衡化图像(t xin)3);subplot(2,4,8),imshow(s3);title(均衡化图像(t xin)4);第14页/共18页第十五页，共18页。显示(xinsh)结果：第15页/共18页第十六页，共18页。显示(xinsh)结果：第16页/共18页第十七页，共18页。谢谢谢谢(xi xie)(xi xie)观赏观赏2012.04.11第17页/共18页第十八页，共18页。
