《数字图像处理》课程设计报告-空间域图像增强

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1、XX大学《数字图像处理》课程设计报告题目：空间域图像增强专业：信息与计算科学学号：XXXXXXXXXXX组长：XXXXXXXX指导教师：XXXXXXX成绩：XXXXXXXXX二〇一〇年六月二十八日一、课程设计目的1、提高分析问题、解决问题的能力，进一步巩固数字图像处理系统中的基本原理和方法。2、熟悉掌握一门计算机语言，可以进行数字图像的应用处理的开发设计。3、充分利用所学数学方面的知识对问题进行深入分析。二、课程设计基本要求1、对知识点的掌握要求：（1）深入理解空域图像增强方法的基本原理和基本的一些算法。（2

2、）掌握线性平滑滤波器和中值滤波器的设计。（3）掌握拉普拉斯变换与梯度变换处理图像结果分析。（4）利用MATLAB对图像进行各种处理，如：灰度切割，直方图的规定化和均衡化。（5）学会MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序设计方法。2、分组情况组长：组员：情况：：设计全过程的监督及协助、资料收集以及部分源程序代码的编写和整个源程序代码的整理。：空域滤波增强中中值滤波器和锐化滤波器的设计。：空域滤波增强中线性平滑滤波器的设计。：空域点处理增强中的直方图规定化方法的分析。：空域点处理增强中的灰度变换方法的分析。3

3、、课程设计内容通过空域方法提出图像增强的处理方法，理论原理结合实例对问题进行分析。三、课程设计步骤在空域图像处理方法中，根据每次处理时针对单个像素还是小的子图像块（模板）又可分为两种：一种是基于像素的图像增强，也叫点处理，这种增强过程中对每个像素的处理与其他像素无关；另一种是基于模板的图像增强，也叫空域滤波，这种增强过程中的每次处理操作都是基于图像中的某个小的区域。下面就这两种方法分别进行论述：1、空域点处理增强（1）基本灰度变换A．图像求反：将原图像灰度值翻转，简单的说就是使黑变白，白变黑。公式表示：灰度级

4、范围[0，L-1]时，t=L-1-s；255255用Matlab程序实现图像求反：I=imread(‘123.tif’);Imshow(I)I=double(I)I=256-1-II=unit8(I)FigureImshow(I)结果如下图：(a)原图(b)经处理后的图结果分析：实现反白，适用于增强嵌入于图像暗色区域的白色或灰色细节。B、对数变换：所显示的图像相对于原图像存在失真时，要消除这种因动态范围太大而引起的失真，一种有效的方法是对原图像的动态范围进行压缩，于是常借助于对数形式对动态范围进行调整。公式表

5、示：t=Clog(1+

6、s

7、)，其中C为尺度比例常数，取值可结合原图像的动态范围以及显示设备的显示能力来定。图：对数变换函数示意图用Matlab程序实现图像求反：I=imread(‘123.tif’);Figure;Imshow(I);I=double(I);I2=41*log(1+I);I2=unit8(I2);Figure;Imshow(I2);结果如下图：(a)原图(b)经处理后的图结果分析：扩展低输入，压缩高输入。当原图动态范围太大，超出显示设备的范围时，如直接显示原图则一部分细节可能丢失。此时采用对

8、数变换，如傅里叶频谱的显示。C、分段线性变换：将需要的图像细节灰度级拉伸，增强对比度，将不需要的图像细节灰度级压缩。公式表示：图(a)图（b）图(a)表示：a>c,bd，从图中曲线可以看出通过这样一个变换，原图像中灰度值在0到a和b到L-Mf间的动态范围增加了，而原图像中灰度值在a和b间的动态范围减少了，从而增强了

9、中间范围内的对比度。由此得出结论：通过调整a,b,c,d可以控制分段直线的斜率，可对任一灰度区间进行扩展和压缩。用Matlab程序实现图像的线性变换：I=imread(‘2.tif’);%读入并显示原始图像imshow(I);I=double(I);[M,N]=size(I);fori=1:Mforj=1:NifI(i,j)<=30I(i,j)=I(i,j);elseifI(i,j)<=150I(i,j)=(200-300)/(150-30)*(I(i,j)-30)+30;elseI(i,j)=(255-20

10、0)/(255-150)*(I(i,j)-150)+200;endendendfigure(2);imshow(uint8(I));%显示变换后的结果图结果如下图：(a)原图(b)变换后的图结果分析：压缩两端的背景的动态范围，扩展中段的目标的动态范围。D：灰度切割：目的是增强特定范围的对比度，用来突出图像中特定灰度范围的亮度，常用的有两种方法，示意图如下图所示：L-1L-1rr0ABL-10ABL-