实验一、空域图像增强(2015)

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1、2014-2015-(2)《光电图像处理》课程实验指导书实验一空域图像增强（一）时间：AM10:00-12:00，2015.3.23(星期一)地点：信软学院大楼(沙河校区计算机楼)继教院东309机房一、实验目的1．熟悉和掌握利用matlab工具进行数字图像的读、写、显示、像素处理等数字图像处理的基本步骤和流程。2．熟练掌握各种空间域图像增强的基本原理及方法。3．熟悉通过灰度变换方式进行图像增强的基本原理、方法和实现。4．熟悉直方图均衡化的基本原理、方法和实现。二、实验内容本次实验主要包括数字图像的灰度变换和直方图处理两大部分内容。（一）数字图像的灰度变换1、线性

2、灰度变换1）读取一幅对比度低的灰度图像（如图1-1），并显示。图1-1原始低对比度图像（可下载原图，也可自行选图）2）以m文件形式编写matlab代码，实现数字图像的灰度范围由[a,b]到[c,d]的线性拉伸，以便于提升原图像的对比度。线性灰度变换公式如下：-1-2014-2015-(2)《光电图像处理》课程实验指导书⎧df(,)xy>b⎪⎪dc−gxy(),=−⎨[(,)]fxyacafxyb+≤(,)≤（1）⎪ba−⎪⎩cf(,)xy

3、b]可由实际图像来确定，[c,d]可视具体情况人为给定。3）显示经过线性灰度变换后的图像，并对变换结果进行必要的分析，画出灰度变换曲线图。（要求：在同一窗口中分别显示原始图像、变换结果及其直方图。）4）以另一个文件名形式保存灰度变换后的图像。2、非线性灰度变换（对数变换或幂律变换选作其一）1）读取一幅灰度图像（如图1-2所示），并显示。图1-2待处理图像（可下载原图，也可自行选图）2）分别对其进行对数变换或幂律（伽马）变换。即对数变换公式为：gxyc(,)=+log1(fxy(,))（2）幂律（伽马）变换为：γgxycfxy(,)=(,)（3）注：进行变换前，应

4、根据需要分别选取合适的对数或幂律函数，即确定式（2）和（3）中适当的c、r等调节因子。-2-2014-2015-(2)《光电图像处理》课程实验指导书3）显示变换后的图像，并利用matlab工具画出对数或幂律变换曲线。4）以另一个文件名形式保存变换后的图像。（二）直方图处理1）读取一幅灰度图像（如图1-3），并显示原始图像。图1-3原始图像（pout.tif，matlab系统自带测试图）2）编写m文件实现对输入图像2种定义下的直方图统计统计（即各个灰度级出现的次数及概率分布），并分别画出两种定义下的直方图。3）对输入灰度图像进行直方图均衡化处理，分别显示均衡处理前

5、后的图像和对应的直方图。基本要求：根据直方图均衡化原理自行编写基础代码，不能直接调用histeq()函数进行处理。三、实验报告及要求1.原始图像可在课程网站“实验指导”中下载，也可根据需要自行选择合理的待处理图像。2.简述实验原理。-3-2014-2015-(2)《光电图像处理》课程实验指导书3.根据各个实验内容分别叙述其实验步骤、程序设计流程图（建议用Visio软件），并对实验结果进行必要的分析和总结。4.要求提交matlab源代码，以xxx.m文件名形式保存，并注意程序代码书写的规范性。5.严格按电子科技大学《实验报告》的相关要求，撰写实验报告，并按时提交纸

6、质版实验报告。代码及处理图形打印后粘贴于实验报告的相应位置。实验报告中还需要回答和完成以下思考题。四、思考题1.为了扩展一幅图像的灰度，使其最低灰度为C、最高灰度为L-1，试给出一个单调的灰度变换函数。2.数字图像经过对数变换与幂律变换后，变换结果有什么差异？请按不同参数的取值范围进行具体分析。3.从连续函数的概率分布来分析，直方图均衡处理可以使得各个灰度级分布变为均匀分布，即拉平直方图。而对实际数字图像的处理结果却是一种近似平直，而不是严格意义上的均匀直方图，试说明其理由。提示与备注1.读入一幅数字图像进行处理前，需要注意以下几点：1）如果输入图像为24位RG

7、B真彩色图像，则需要对其进行灰度化处理。2）对单个像素点（像元）进行循环处理时，需要转换类型为双精度（double）型；以免或编译错误，或因数据类型问题造成计算精度误差。另外，matlab的数组或矩阵元素的序号，是从1开始的，即x(1)，而x(0)是不能识别的。这点与c语言是不一样的。3）处理结束，需要正确显示结果时，应再次转换为matlab认可的图像类型（如uint8(im)，imshow(im,[]),mat2gray(im)等），才可能得到正确合理的显示结果。2.本实验中可能用到的部分matlab函数功能提示：%======================

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