數字圖像處理系統(tǒng)-空間域圖像增強(課程設計)(doc畢業(yè)設計論文)

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1、《數字圖像處理》課程設計報告題目：空間域圖像增強專業(yè)：信息與計算科學一、課程設計目的1、提高分析問題、解決問題的能力，進一步鞏固數字圖像處理系統(tǒng)中的基本原理和方法。2、熟悉掌握一門計算機語言，可以進行數字圖像的應用處理的開發(fā)設計。3、充分利用所學數學方面的知識對問題進行深入分析。二、課程設計基本要求1、對知識點的掌握要求：（1）深入理解空域圖像增強方法的基本原理和基本的一些算法。（2）掌握線性平滑濾波器和中值濾波器的設計。（3）掌握拉普拉斯變換與梯度變換處理圖像結果分析。（4）利用MATLAB對圖像進行各種處理，如：灰度切割，直方圖的規(guī)定化和均

2、衡化。（5）學會MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序設計方法。2、分組情況組長：組員：情況：：設計全過程的監(jiān)督及協(xié)助、資料收集以及部分源程序代碼的編寫和整個源程序代碼的整理。：空域濾波增強中中值濾波器和銳化濾波器的設計。：空域濾波增強中線性平滑濾波器的設計。：空域點處理增強中的直方圖規(guī)定化方法的分析。：空域點處理增強中的灰度變換方法的分析。3、課程設計內容通過空域方法提出圖像增強的處理方法，理論原理結合實例對問題進行分析。三、課程設計步驟在空域圖像處理方法中，根據每次處理時針對單個像素還是小的子圖像塊（模板）又可分為兩種：一種是基于像素的

3、圖像增強，也叫點處理，這種增強過程中對每個像素的處理與其他像素無關；另一種是基于模板的圖像增強，也叫空域濾波，這種增強過程中的每次處理操作都是基于圖像中的某個小的區(qū)域。下面就這兩種方法分別進行論述：1、空域點處理增強（1）基本灰度變換A．圖像求反：將原圖像灰度值翻轉，簡單的說就是使黑變白，白變黑。公式表示：灰度級范圍[0，L-1]時，t=L-1-s；255255用Matlab程序實現圖像求反：I=imread(‘123.tif’);Imshow(I)I=double(I)I=256-1-II=unit8(I)FigureImshow(I)結果如

4、下圖：(a)原圖(b)經處理后的圖結果分析：實現反白，適用于增強嵌入于圖像暗色區(qū)域的白色或灰色細節(jié)。B、對數變換：所顯示的圖像相對于原圖像存在失真時，要消除這種因動態(tài)范圍太大而引起的失真，一種有效的方法是對原圖像的動態(tài)范圍進行壓縮，于是常借助于對數形式對動態(tài)范圍進行調整。公式表示：t=Clog(1+

5、s

6、)，其中C為尺度比例常數，取值可結合原圖像的動態(tài)范圍以及顯示設備的顯示能力來定。圖：對數變換函數示意圖用Matlab程序實現圖像求反：I=imread(‘123.tif’);Figure;Imshow(I);I=double(I);I2=41*

7、log(1+I);I2=unit8(I2);Figure;Imshow(I2);結果如下圖：(a)原圖(b)經處理后的圖結果分析：擴展低輸入，壓縮高輸入。當原圖動態(tài)范圍太大，超出顯示設備的范圍時，如直接顯示原圖則一部分細節(jié)可能丟失。此時采用對數變換，如傅里葉頻譜的顯示。C、分段線性變換：將需要的圖像細節(jié)灰度級拉伸，增強對比度，將不需要的圖像細節(jié)灰度級壓縮。公式表示：圖(a)圖（b）圖(a)表示：a>c,b

8、從而增強了中間范圍內的對比度。圖(b)表示：ad，從圖中曲線可以看出通過這樣一個變換，原圖像中灰度值在0到a和b到L-Mf間的動態(tài)范圍增加了，而原圖像中灰度值在a和b間的動態(tài)范圍減少了，從而增強了中間范圍內的對比度。由此得出結論：通過調整a,b,c,d可以控制分段直線的斜率，可對任一灰度區(qū)間進行擴展和壓縮。用Matlab程序實現圖像的線性變換：I=imread(‘2.tif’);%讀入并顯示原始圖像imshow(I);I=double(I);[M,N]=size(I);fori=1:Mforj=1:NifI(i,j)<=30I(i,j

9、)=I(i,j);elseifI(i,j)<=150I(i,j)=(200-300)/(150-30)*(I(i,j)-30)+30;elseI(i,j)=(255-200)/(255-150)*(I(i,j)-150)+200;endendendfigure(2);imshow(uint8(I));%顯示變換后的結果圖結果如下圖：(a)原圖(b)變換后的圖結果分析：壓縮兩端的背景的動態(tài)范圍，擴展中段的目標的動態(tài)范圍。D：灰度切割：目的是增強特定范圍的對比度，用來突出圖像中特定灰度范圍的亮度，常用的有兩種方法，示意圖如下圖所示：L-1L-1rr

10、0ABL-10ABL-1圖（1）圖（2）灰度切割變換的Matlab程序如下：I=imread(‘3.jpg’);%讀入并顯示原始圖像imshow(I)