基于灰度变换的骨骼图像增强技术

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1、燕山大学计算机视觉（图像处理技木）i果程设计报告设计题目：基于灰度变换的骨骼扫描图像增强设计学院（系）：里仁学院年级专业：12级检测一班学生姓名：徐超杰是否答辩：否指导教师：刘斌完成口期：2015年1月1口电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：计算机视觉基层教学单位：仪器科学与工程系指导教师：刘斌学号121203021028学生姓名徐超杰(专业)班级检测一班设计题基于灰度变换的骨骼扫描图像增强设计目设U技利用灰度变换实现骨骼扫描图像的增强处理，自行设计软件流程，术配置相关参数,对比不同参数的增强

2、效果。参数设计(1)利用Matalb软件编写相关程序;要(2)撰写课程设计报告，报告内容应包含算法原理、程序流程和本人求的主要工作；报告其他内容详见模板。参课程教材考《数字图像处理Matlab版》RafaelC.Gonzalez著，阮秋琦等译资《精通MatlabGUI设计第三版》陈垚光等著料MATLAB软件相关参考书周次前半周后半周应搜集资料，总体设计，编写程序；调试程序、撰写报告，准备答兀辩用PPT；成内容指导教师签字基层教学单位主任签字说明：1、此表一式四份，系、指导教师、学生各一份，报送院教

3、务科一份。2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。电气工程学院教务科一、理论基础或算法原理灰度变换是基于点操作的增强方法，它将每一个像素的灰度值按照一定的数学变换公式转换为一个新的灰度值，如增强处理中的对比度增强。对比度增强可以采用线性拉伸和非线性拉伸。线性拉伸可以将原始输入图像中的灰度值不加区别地扩展。如果要求对局部扩展拉伸某一范围的灰度值，或对不同范围的灰度值进行不同的拉伸处理吋，采用分段线性拉伸。非线性拉伸常采用对数扩展和指数扩展。对数扩展拉伸低亮度去，压缩高亮度区;指数扩展拉伸了高亮

4、区，压缩了低亮度区。根据图像增强处理过程所在的空间不同，图像增强可分为空域增强法和频域增强法两大类。频域增强是在图像的某种变换域内，对图像的变换系数值进行运算，即作某种修正,然后通过逆变换获得增强了的图像。空域增强则是指直接在图像所在的二维空间进行增强处理，既增强构成图像的像素。空域增强法主要冇灰度变换增强，直方图增强，图像平滑和图像锐化等。图像的灰度变换处理是图像增强处理技术中一种非常基础，直接的空间域图像处理法，也是图像数字化软件和图像显示软件的一个重要组成部分。灰度变换是指根据某种0标条件按

5、一定变换关系逐点改变原图像中每一个像素灰度值的方法。目的是为了改善画质，使图像的显示效果更加清晰二、设计流程原图像是人体骨骼核扫描图像，我们的0的是通过图像锐化突出骨骼的更多细节来增强图像。由于图像灰度的动态范围很窄并II有很高的噪声内容，所以很难对其进行增强。对此我们采取的策略是，首先用拉普拉斯法突出图像中的小细节，然后用梯度法突出其边。平滑过的梯度图像将用于掩蔽拉普拉斯图像。最后，将使用灰度变换来增强图像的灰度动态范围。第一步使用模板为［-1，-1，-1;-1，8，-1;-1，-1，-1］的滤

6、波器对原图像进行拉普拉斯操作，这一步先对图像进行初步的锐化滤波。由于使用的模板如上，让常数c=l,简单的将原图和锐化后图像相加就可以得到一幅经过锐化过的图像。降低噪声的一种方法就是使用中值滤波器，但属于非线性滤波器的中值滤波器冇可能改变图像的性质，所以不可取。所以采取另一种方法，使用原图像梯度操作的平滑形式所形成的一个模板原图像试用Sobel梯度操作，分量gx为［-1，-2，-1;0,0,0;1，2，1］，而分量87为［-1，0，1;-2,0,2;-1，0，1］的模板。梯度变换在灰度斜坡或台阶的平

7、均相应要比拉普拉斯操作的更强烈，而对噪声和小细节的响应要比拉普拉斯操作的相应弱，而II可以通过均值滤波器对其进行平滑处理可以进一步降低，使用大小为5*5的一个均值滤波器得到平滑后的Sobel梯度图像。将拉普拉斯图像与平滑后的梯度图像进行点乘。此吋看到强边缘的优势和可见噪卢的相对减少，用平滑后的梯度图像来掩蔽拉普拉斯图像的目的达到了。将乘积图像与原图像相加就产生一幅需要的锐化图像。与原图像相比，该图像中人部分细节的清晰度的增加都很明显，所以我们才需要综合多种的方法对图像进行处理，单独使用一种方法根本

8、不可能达到这么好的效果，只需要看相对应的图像进行对比即可知道。我们希望扩展灰度范围，对图像进行幂率变换处理，r=0.5,c=l,然后即可对图像进行幂率变换此时需要增大锐化后图像的动态范围，即使冇很多种这样效果的灰度变换函数，但是用幂率变换处理更好，直方图均衡和规定化的效果都不太好，此吋人体的轮廓的清晰度虽然还是不高，因为扩人的灰度动态范围的同吋也增人了噪声，但是相比原图还是有相当大幅度的提高的。三、本题目的任务分工和自己的主要工作本课设报告内容包括程序设计，资料查找，GUI设计，均