图像增强算法设计与实现

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1、平顶山学院本科毕业设计目录1绪论11.1课题背景及意义11.2研究现状及课题主要内容21.3本文的工作结构32图像增强的基本理论52.1图像增强的定义52.2数字图像的基本概念52.2.1数字图像的表示52.2.2图像的灰度变换52.2.3灰度直方图62.3本章小结63图像增强的算法分析73.1直方图均衡化73.2图像二值化73.3对比度增强83.4平滑滤波103.5锐化113.6彩色增强113.7本章小结134图像增强的实现144.1Matlab系统开发的目标144.2直方图均衡化图像增强效果的实现164.2.1直方图修正技术的基础164.2.2直方图的均衡化数学基础164.2.3

2、直方图均衡化的算法174.2.4灰度级的选取184.2.5统计各灰度级像素194.2.6利用累积分布函数T(r)求累计直方图204.3图像二值化图像增强效果的实现214.4对比度增强图像效果的实现224.5平滑滤波图像增强效果的实现25平顶山学院本科毕业设计4.6锐化图像增强效果的实现284.7彩色增强图像效果的实现284.8本章小结305总结31参考文献34致谢35平顶山学院本科毕业设计1绪论随着计算机的技术不断发展与提高，其强大的功能已被人们深刻认识，它已进入社会的各个领域并发挥着越来越重要的作用。目前，图像应用已遍布人们的生活各个角落，图像增强算法就这样应运而生。本章从课题背景

3、及意义，研究现状及课题主要内容，本文的工作结构几个方面进行分析描述。1.1课题背景及意义近几年来，计算机图像处理已经应用到几乎所有与成像有关的领域。它是利用计算机对数字图像进行一系列操作，从而获得预期结果。而在对图像处理过程中，则需要运用图像增强技术以改善图像的质量，增强对某一种信息的辨识能力，以便更好的应用于现代社会的各个领域。而实际应用中则有太多情况都有可能导致图像品质变差，使图像传递的信息无法被正常读取和识别。例如，在采集图像过程中由于光照强度环境或物体表面反光等原因造成的图像整体光照不均等等。因此研究有效地图像增强算法成为推动图像分析和图像理解应用领域发展的关键内容之一。根据

4、人眼对颜色的心理感觉，设计在HSI颜色空间上基于小波分析的医学彩色内窥镜图像增强方法。在增强亮度分量的同时，也可以对饱和度分量进行细微调节。该方法可以抑制噪声，使细节得到增强，也可以使处理后的图像更加清晰且色泽鲜明。同时基于MATLAB的开放式，可用其对有噪图像或退化图像进行去噪或还原、增强图像以获得更高清晰度、提取特征、分析形状和纹理以及对两个图像进行匹配。图像增强是图像处理的重要组成部分，传统的图像增强方法对于改善图像质量发挥了极其重要的作用。随着图像技术研究的不断进步和深入研究，新的图像增强方法不断涌现。随着交互式图像增强技术的广泛应用，人们可以主观的控制图像增强效果，同时利用

5、直方图均衡技术的图像增强也有了许多新的进步：例如动态分层直方图均衡算法、多层直方图结合亮度保持的均衡算法等等。这些算法通过进行图像分割，在子层图像内进行均衡处理，解决了直方图均衡过程中出现的对比度过拉伸问题，并且可以控制子层灰度的映射范围。33平顶山学院本科毕业设计图像直方图是图像处理的分析工具，它呈现了灰度级内容的图像，任何这种图像的直方图包含了丰富的信息，它主要用于转换的图像灰度等级，图像分割过程。从数学角度看，图像的直方图函数是每个图像与图像的灰度值的统计特性，它是每个灰度级的图像出现的统计概率;而从图形上看，它的二维图中，通常横坐标表示图像中各个像素点的灰度级，纵坐标则是各个

6、灰度级上图像各个像素点出现的概率。在实践中，图像可能不需要有整个直方图的均匀分布，而是希望有目的地增强某个灰度级分布范围内的图像。1.2研究现状及课题主要内容图像处理技术始于20世纪60年代，由于当时图像存储成本高，处理设备造价高，因而其应用面很窄。1964年美国加州理工学院的喷气推进实验室，首次对徘徊者7号太空飞船发回的月球照片进行了处理，得到了前所未有的清晰图像，这标志着图像处理技术开始得到实际应用。70年代进入发展期，出现了CT和卫星遥感图像，对图像处理的发展起到了很好的促进作用。80年代进入普及期，此时微机已经能够承担起图形图像处理的任务。VLSI的出现更使得处理速度大大提高

7、，其造价也进一步降低，极大的促进了图像处理系统的普及和应用。90年代是图像处理技术实用化时期，图像处理的信息量巨大，对处理的速度要求极高[1]。21世纪的图像处理技术要向高质量化方面发展，实现图像的实时处理，采用数字全息技术使图像包含最为完整和丰富的信息，实现图像的智能生成、处理、理解和识别。在借鉴国外相对成熟理论体系和技术应用体系的条件下，加强国内技术和应用有了较大的发展。总体来说，图像增强技术的发展大致经历了初创期、发展期、普及期和应用期4个阶段。初创