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1、第三章MATLAB圖形圖像處理3.5圖像的灰度變換與直方圖在計(jì)算機(jī)中一幅二維數(shù)字圖像表示為一個(gè)矩陣，該矩陣中的元素是位于相應(yīng)坐標(biāo)位置的圖像灰度值。對圖像處理包括對彩色圖像的處理，往往都是對像素灰度的操作，所以對圖像進(jìn)行灰度變換是圖像處理過程中最簡單、最基礎(chǔ)內(nèi)容。在圖像處理中，直接對像素進(jìn)行的操作稱為空間域（或簡稱空域）處理。3.5.1圖像的灰度變換在MATLAB中，用函數(shù)imadjust可完成灰度圖像的灰度變換。其基本語法格式為：g＝imadjust(p,[low_inhigh_in],[low_outhigh_out],gamma
2、)其中p為讀入到MATLAB中的待變換圖像矩陣;[low_inhigh_in]指定了p圖像中被執(zhí)行變換操作的灰度范圍，[low_outhigh_out]是p圖像中的像素變換后被映射到low_out～high_out的灰度級上。默認(rèn)狀態(tài)下，[low_outhigh_out]及[low_inhigh_in]為空，此時(shí)等價(jià)于[01]，表明輸入與輸出灰度級為0～255（uint8）或0～65535（uint16）。參數(shù)gamma是指變換映射的方式，默認(rèn)方式時(shí)gamma取作1，完成線性映射，這時(shí)變換前后的灰度級沒有被加權(quán)；當(dāng)gamma小于1，
3、則映射被加權(quán)至更高的灰度級；相反當(dāng)gamma大于1，輸出則被加權(quán)映射至較低的灰度級。幾種灰度變換過程:【例3.5.1】將football.jpg灰度級0.1~0.6范圍的像素線性變換到0～1上，效果如圖3.29中圖(b)所示:p=imread('football.jpg');g1=imadjust(p,[0.10.6],[]);subplot(1,2,1);imshow(p);xlabel('(a)');subplot(1,2,2);imshow(g1);xlabel('(b)');【例3.5.2】將圖像p向高灰度級變換，gamma
4、取0.6，效果如圖3.29中圖(c)所示。g2=imadjust(p,[],[],0.6);subplot(2,2,3);imshow(g2);xlabel('(c)');【例3.5.3】將圖像p做灰度倒相變換，即輸出源圖的負(fù)片，gamma取1，效果如圖3.29中圖(d)所示。g3=imadjust(p,[01],[10]);subplot(2,2,4);imshow(g3);xlabel('(d)');3.5.2灰度直方圖圖像灰度直方圖描述了一幅圖像的灰度級內(nèi)容，即各個(gè)灰度級像素?cái)?shù)目的統(tǒng)計(jì)。在MATLAB圖像處理中，通過命令imh
5、ist來給出圖像的直方圖。其基本語法格式為：h=imhist(p,b)其中p為讀入到MATLAB環(huán)境中的圖像矩陣，參數(shù)b指明直方圖統(tǒng)計(jì)時(shí)顯示的整個(gè)灰度級分段數(shù)目，若圖像為uint8數(shù)據(jù)格式，當(dāng)b＝2時(shí)，灰度分為0～127及128～256兩個(gè)區(qū)段。省略b時(shí)，表明灰度級不分段，這也是imhist的默認(rèn)調(diào)用方式?！纠?.5.4】顯示圖像p的灰度直方圖時(shí)，先要把RGB彩色圖像p變換為灰度圖像I。運(yùn)行下列程序，得到如圖3.30所示直方圖。p=imread('football.jpg');I=rgb2gray(p);imhist(I);3.5.
6、3直方圖均衡化通過直方圖均衡化做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，即把一幅已知灰度概率分布圖像中的像素灰度做某種映射變換，使它變成一幅具有均勻概率分布的新圖像，使圖像視覺效果更加清晰。直方圖均衡的MATLAB函數(shù)為histeq，其基本語法格式為：g=histeq(p,outlev)其中p為讀入的圖像矩陣，outlev為輸出圖像的灰度級數(shù)。outlev的默認(rèn)值為64，即64個(gè)灰度級，這樣對圖像的細(xì)節(jié)有一定改變。通常將其賦值為256，即全灰度級（uint8）?！纠?.5.4】對tire.tif進(jìn)行直方圖均衡，其效果如圖所示：p=imread('tire.ti
7、f');subplot(2,2,1);imshow(p);xlabel('(a)');subplot(2,2,2);imhist(p);xlabel('(b)');g=histeq(p);subplot(2,2,3);imshow(g);xlabel('(c)');subplot(2,2,4);imhist(g);xlabel('(d)');3.6圖像的增強(qiáng)濾波上節(jié)介紹過的直方圖均衡化是圖像增強(qiáng)中常用的一種方法，圖像增強(qiáng)技術(shù)還包括圖像平滑濾波、圖像銳化等。本節(jié)將從線性與非線性、平滑與銳化等不同角度介紹一些實(shí)用的空域圖像增強(qiáng)技術(shù)。3.
8、6.1空域?yàn)V波概述圖像增強(qiáng)技術(shù)從總體上可分為空域增強(qiáng)和頻域增強(qiáng)兩大類?？沼蛟鰪?qiáng)也稱為空間增強(qiáng)，是直接對圖像中的像素進(jìn)行操作的一種增強(qiáng)過程?？沼蛟鰪?qiáng)方法大致可分為對比度拉伸、平滑濾波和銳化濾波?；叶壤熘饕抢命c(diǎn)運(yùn)算來修改圖像像素灰度
