实验六--图像增强-灰度变换

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1、实验六图像增强－灰度变换一、灰度校正(20S)1、概念(5S)图像在成像过程中，往往由于光照、摄像靶面灵敏度以及光学系统等不均匀性而引起图像某些部分较暗或较亮。对这类图像使用灰度校正，可得到很好的效果。方法如下：设原始图像为，经系统成像后的不均匀图像为，则：若为常数，则表示成像系统是均匀成像，否则，成像系统不均匀。为求，用一原始均匀图像常数来成像，得到输出为，显然有：所以用数字图像表示为：即不均匀图像经校正后有均匀图像。注意：●经以上逐点校正后，校正后的图像灰度范围有可能超出记录器件的动态范围，必须用下面所述的灰度变换进

2、行修正；●降质图像经修正后的量化值已经改变，在图像重建时要同时修正量化值。2、举例(15S)一般得到一幅图像后很难再用同一个环境来进行成像。所以，上述方法仅仅在理论上可行，实践上难以操作。一般采用下面简单的方法来处理。●一幅图像，图像的下部灰度比上部和中部灰度要低。clf;rice=imread('rice.tif');rice=im2double(rice);imshow(rice);●取32×32大小的图像块中的最小值作为图像背景的照度clf;rice=imread('rice.tif');rice=im2doubl

3、e(rice);bg32=blkproc(rice,[3232],'min(x(:))');surf(bg32);●然后将粗略估计出的背景照度矩阵扩展成原始图像大小相同的矩阵clf;rice=imread('rice.tif');rice=im2double(rice);bg32=blkproc(rice,[3232],'min(x(:))');bg256=imresize(bg32,[256256],'bicubic');imshow(bg256);●将估算出的背景照度从原始图像中减去，即可修正照度不均匀的影响，这样作

4、的结果是使图像变暗。clf;rice=imread('rice.tif');rice=im2double(rice);bg32=blkproc(rice,[3232],'min(x(:))');bg256=imresize(bg32,[256256],'bicubic');d=rice-bg256;imshow(d);●通过调整图像灰度范围来校正图像变暗clf;rice=imread('rice.tif');rice=im2double(rice);bg32=blkproc(rice,[3232],'min(x(:))'

5、);bg256=imresize(bg32,[256256],'bicubic');d=rice-bg256;adjusted=imadjust(d,[0max(d(:))],[01],1);imshow(adjusted);三、灰度变换(35S)1、概念(10S)在某些情况下，为了将图像灰度级整个范围或其中某一段扩展或压缩到另一灰度范围质内，称灰度的线性变换。（1）当图像曝光不充分，使区间小于区间，即：、可选用这样的变换：通过这种变换，使得图像灰度范围从扩展到，实际上使曝光不充分的图像中黑的更黑、白的更白，从而提高了图

6、像灰度的对比度。（2）若图像的绝大部分灰度集中在之间，则用这样的变换：这种变换实际上失去了一部分图像的信息。（3）在某些情况下，为不失去信息，可采用部分压缩，部分扩展的分段变换的方法，如下图所示。注意：●灰度变换在图像量化之前和量化之后是不同的，量化后，变换不能增加灰度级数，信息量是不变的，或者会损失信息量。而量化前的变换往往能增加信息量。●若有这样的变换：则变换结果产生负片。2、举例(15S)（1）例1：分段线性变换clfX1=imread('pout.tif');subplot(221),imshow(X1);f0=

7、0;g0=0;f1=70;g1=30;f2=180;g2=230;f3=255;g3=255;%绘制变换曲线subplot(222),plot([f0f1f2f3],[g0g1g2g3]);axistight,xlabel('f'),ylabel('g'),title('灰度变换曲线')r1=(g1-g0)/(f1-f0);b1=g0-r1*f0;r2=(g2-g1)/(f2-f1);b2=g1-r2*f1;r3=(g3-g2)/(f3-f2);b3=g2-r3*f2;[mn]=size(X1);X2=double(X1

8、);%变换矩阵中的每一个元素forI=1:mforJ=1:nf=X2(I,J);g(I,J)=0;if(f>=0)&(f<=f1)g(I,J)=r1*f+b1;elseif(f>f1)&(f<=f2)g(I,J)=r2*f+b2;elseif(f>f2)&(f<=f3)g(I,J)=r3*f+b3;endendend