1、 數(shù)字圖像處理課程設(shè)計 圖像增強(qiáng)院系 電氣(dinq)學(xué)院 專業(yè)(zhuny) 電儀 班級(bnj) 2班 學(xué)號 311208002321 姓名 王勛 目錄(ml)摘要(zhiyo)1一.圖像增強(qiáng)的基本(jbn)信息2二.圖像增強(qiáng)的工具M(jìn)ATLAB4三.圖像增強(qiáng)的方法53.1基于點操作的空間域圖像增強(qiáng)63.2基于鄰域操作的變換域圖像增強(qiáng)7四.總結(jié)10五.參考文獻(xiàn)10 摘要(zhiyo) 圖像增強(qiáng)處理是數(shù)字圖像處理的一個重要分支。很多由于場景條件的影響圖像拍攝的視覺效果不佳，這就需要圖像增強(qiáng)技術(shù)來改善人的視覺效果，比如突出圖像中目標(biāo)物體的某些特點(tdin)、從數(shù)字圖像中提取目標(biāo)物的特征參數(shù)等等

2、，這些都有利于對圖像中目標(biāo)的識別、跟蹤和理解。圖像增強(qiáng)處理主要內(nèi)容是突出圖像中感興趣的部分，減弱或去除不需要的信息。這樣使有用信息得到加強(qiáng)，從而得到一種更加實用的圖像或者轉(zhuǎn)換成一種更適合人或機(jī)器進(jìn)行分析處理的圖像。圖像增強(qiáng)的應(yīng)用領(lǐng)域也十分廣闊并涉及各種類型的圖像。例如，在軍事應(yīng)用中，增強(qiáng)紅外圖像提取我方感興趣的敵軍目標(biāo)；在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，增強(qiáng)X射線所拍攝的患者腦部、胸部圖像確定病癥的準(zhǔn)確位置；在空間應(yīng)用中，對用太空照相機(jī)傳來的月球圖片進(jìn)行增強(qiáng)處理改善圖像的質(zhì)量；在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中，增強(qiáng)遙感圖像了解農(nóng)作物的分布；在交通應(yīng)用中，對大霧天氣圖像進(jìn)行增強(qiáng)，加強(qiáng)車牌、路標(biāo)等重要信息進(jìn)行識別；在數(shù)碼相機(jī)中，增強(qiáng)彩色

3、圖像可以減少光線不均、顏色失真等造成的圖像退化現(xiàn)象。圖像增強(qiáng)的基本(jbn)信息 圖像增強(qiáng)可分成兩大類:頻率域法和空間(kngjin)域法。前者把圖像看成一種二維信號，對其進(jìn)行基于二維傅里葉變換的信號增強(qiáng)。采用 HYPERLINK /doc/1156218-1223071.html t /doc/_blank 低通濾波(即只讓低頻信號(xnho)通過)法，可去掉圖中的噪聲;采用高通濾波法，則可增強(qiáng)邊緣等高頻信號，使模糊的圖片變得清晰。后者空間域法中具有代表性的算法有局部求平均值法和中值濾波(取局部鄰域中的中間像素值)法等，它們可用于去除或減弱噪聲。 圖像增強(qiáng)的方法是通過一定手段對原圖像附加一些

4、信息或變換數(shù)據(jù)，有選擇地突出圖像中感興趣的特征或者抑制(掩蓋)圖像中某些不需要的特征，使圖像與視覺響應(yīng)特性相匹配。在圖像增強(qiáng)過程中，不分析圖像降質(zhì)的原因，處理后的圖像不一定逼近原始圖像。圖像增強(qiáng)技術(shù)根據(jù)增強(qiáng)處理過程所在的空間不同，可分為基于空域的算法和基于頻域的算法兩大類?；诳沼虻乃惴ㄌ幚頃r直接對圖像 HYPERLINK /doc/5577144-5790833.html t /doc/_blank 灰度級做運算，基于頻域的算法是在圖像的某種變換域內(nèi)對圖像的變換系數(shù)值進(jìn)行某種修正，是一種間接增強(qiáng)的算法?；诳沼虻乃惴ǚ譃辄c運算算法和鄰域去噪算法。點運算算法即灰度級校正、灰度變換和直方圖修正等

5、，目的或使圖像成像均勻，或擴(kuò)大圖像動態(tài)范圍，擴(kuò)展對比度。鄰域增強(qiáng)算法分為圖像平滑和銳化兩種。平滑一般用于消除圖像噪聲，但是也容易引起邊緣的模糊。常用算法有均值濾波、中值濾波。銳化的目的在于突出物體的邊緣輪廓，便于目標(biāo)識別。常用算法有梯度法、算子、高通濾波、掩模匹配法、統(tǒng)計差值法等。圖像增強(qiáng)的工具-MATLAB MATLAB（矩陣實驗室）是MATrix LABoratory的縮寫，是一款由美國The MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件。MATLAB是一種用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術(shù)計算語言和交互式環(huán)境。除了矩陣運算、繪制函數(shù)/數(shù)據(jù)圖像等常用功能外，MATLAB還

6、可以用來創(chuàng)建用戶界面及與調(diào)用其它語言（包括C，C+和FORTRAN）編寫的程序。盡管MATLAB主要用于數(shù)值運算，但利用為數(shù)眾多的附加工具箱（Toolbox）它也適合不同領(lǐng)域的應(yīng)用，例如控制系統(tǒng)設(shè)計(shj)與分析、圖像處理、信號處理與通訊、金融建模和分析等。另外還有一個配套軟件包Simulink，提供了一個可視化開發(fā)環(huán)境，常用于系統(tǒng)模擬、動態(tài)/嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等方面。圖像增強(qiáng)的方法(fngf)3.1基于點操作(cozu)的空間域圖像增強(qiáng)此處采用的是灰度變換方法。灰度變換是將原圖中像素的灰度經(jīng)過一個變換函數(shù)轉(zhuǎn)化為一個新的灰度，以調(diào)整圖像灰度的動態(tài)范圍，從而增強(qiáng)圖像的對比度，使圖像變得更加清晰，特

7、征更加明顯。他不改變圖像內(nèi)的空間關(guān)系，除了灰度級的改變是根據(jù)某種特定的灰度變換函數(shù)進(jìn)行之外?？梢钥醋鍪恰皬南袼氐较袼亍钡膹?fù)制操作?；叶茸儞Q有時又被成為圖像的對比度增強(qiáng)或?qū)Ρ榷壤?。用公式描述如下?g(x,y)=f(x,y)*h(x,y) 其中是f(x,y)原圖像；h(x,y)為空間轉(zhuǎn)換函數(shù)；g(x,y)表示進(jìn)行處理后的圖像。MATLAB程序如下：% GRAY TRANSFORMclc;I=imread(psb.jpg);imshow(I);J=imadjust(I,0.3 0.7,0 1,1); %transforms the walues in the %intensity image I

8、 to values in J by linealy mapping %values between 0.3 and 0.7 to values between 0 and 1.figure;imshow(J);J=imadjust(I,0.3 0.7,0 1,0.5); % if GAMMA is less than 1,the mapping si weighted toward higher (brighter)%output values.figure;imshow(J);J=imadjust(I,0.3 0.7,0 1,1.5); % if GAMMA is greater than

9、 1,the mapping si weighted toward lower (darker)%output values.figure;imshow(J)J=imadjust(I,0.3 0.7,0 1,1); % If TOPBOTTOM,the output image is reversed,as in a photographic negative.figure;imshow(J);實驗結(jié)果(ji gu)如下; 原圖片1處理過后(guhu)的圖像： 圖片(tpin)2 圖片3 圖片(tpin)4 圖片53.2基于鄰域(ln y)操作的變換域圖像增強(qiáng) 此處采用低通濾波法。 圖像中目標(biāo)

10、的邊緣以及噪聲干擾都屬于高頻成分，因此可以用低通濾波的方法去除或減少噪聲。而頻率域濾波可以用空間域的卷積來實現(xiàn)，為此只要恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計空間域低通濾波器的單位沖激響應(yīng)矩陣，就可以達(dá)到濾波的效果。中值濾波就是一種典型的低通濾波器，也是一種非線性平滑方法，它可以在保護(hù)圖像邊緣的同時抑制隨機(jī)噪聲。他的基本思想就是：因為噪聲的出現(xiàn)，從而使該像素比周圍的像素亮（暗）許多，如果把某個以當(dāng)前像素位中心的模板內(nèi)所有像素的灰度值按照從小到大的順序排列，則最亮或者最暗的點一定被排在兩側(cè)，那么取模板排在中間位置上的像素的灰度值作為處理后的圖像中像素的灰度值，就可以達(dá)到濾除噪聲的目的。中值濾波的效果依賴于兩個要素：鄰域的空

11、間范圍和中止計算中涉及的像素數(shù)。當(dāng)空間范圍較大，一般只取若干稀疏分布的像素做中值計算。MATLAB程序(chngx)：% LOWPASS FILTERclc;I,map=imread(psb.jpg);noisy=imnoise(I,gaussian,0.05);imshow(noisy,map);myfilt1=1 1 1;1 1 1;1 1 1;myfilt1=myfilt1/9;filtered1=filter2(myfilt1,noisy);figure;imshow(filtered1,map);myfilt2=1 1 1;1 2 1;1 1 1;myfilt2=myfilt2/10

12、;filtered2=filter2(myfilt2,noisy);figure;imshow(filtered2,map);myfilt3=1 2 1;2 4 2; 1 2 1;myfilt3=filter2(myfilt3,noisy);figure;imshow(filtered3,map);處理結(jié)果如下(rxi)： 原圖像(t xin)1 處理(chl)后的圖像2總結(jié)(zngji) MATLAB具備高性能的數(shù)值計算和可視化的科學(xué)工程計算功能，支持解釋性語言輸入，編程實現(xiàn)簡單，具有豐富的數(shù)學(xué)函數(shù)功能支持。MATLAB提供的數(shù)據(jù)采集工具箱具有簡單易用的特點,使用它用戶可以非常方便地創(chuàng)建自己的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。而聲卡的普及性高，價格低廉。所以說，該系統(tǒng)有操作簡便、采集快速的優(yōu)點，在不需要太高精度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中有一定的實用性。 但是，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)性能的好壞主要(zhyo)取決于它的精度和速度，在保證精度的條件下，還要盡可能地提高采樣速度，以滿足實時采集、實時處理和實時控制的要求。所以說，此方法僅是一個簡易采集，也只起一個拋磚引玉的作用，若要高精度采集，還需要仔細(xì)研究，更加完善，才能發(fā)揮出更大的用途。參考文獻(xiàn)：1岡薩雷斯，伍茲數(shù)字圖像處理（Matlab版）北京(bi jn)：電子工業(yè)出版社，20052陳懷琛，吳大正，高西全Matlab及在