数字图像处理实验二

一．实验内容：

⑴直方图均衡化（Histogram equalization），⑵直方图匹配（Histogram matching），

二．实验目的：

加强直方图均衡化和直方图匹配的图像增强技术的认识和了解。学会用Matlab中的下列函数对输入图像进行上述2类运算；感受各种不同的直方图图像增强处理方法对最终图像效果的影响。 Imhist；histeq；

三．实验步骤：

1． 将space.jpg图像文件读入Matlab，对其作直方图均衡化。显示运算前后该图像的直方图，处理后的图像和灰度变换函数。 %1

clc;clear;

I1 = imread('space.jpg'); [J1,T1] = histeq(I1,256); figure;

subplot(2,3,1);imshow(I1);title('原图');axis on;

subplot(2,3,2);imhist(I1);title('原图直方图');axis on; subplot(2,3,4);imshow(J1);title('均衡化后图像');axis on; subplot(2,3,5);imhist(J1);title('均衡化后直方图');axis on; subplot(2,3,6);plot(T1);title('变化函数');axis on;

2． 对space.jpg图像做直方图匹配运算，显示运算前后该图像的直方图，处理后的图像和灰度变换函数。直方图反映灰度等级的分布情况，本实验指定的直方图如下：

1400×r

n =

r≤5 5＜r≤20 20＜r≤180 180＜r≤225 225＜r≤255

7000-310×r 900－5×r －1440+8×r 3060－12×r

%2

I2 = uint8(I1); r = 0:1:255;

n=([r<=5].*r*1400+[r>5].*[r<=20].*(7000-r*310)+[r>20].*[r<=180].*(900-r*5)+[r>180].*[r<=225].*(r*8-1440)+[r>225].*[r<=255].*(3060-r.*12)); [J2,T2] = histeq(I2,n); figure;

subplot(2,3,1);imshow(I2);title('原图');axis on;

subplot(2,3,2);imhist(I2);title('原图直方图');axis on; subplot(2,3,4);imshow(J2);title('规定化后图像');axis on; subplot(2,3,5);imhist(J2);title('规定化后直方图');axis on; subplot(2,3,6);plot(T2);title('变换函数');axis on;

3． (选做) 利用space.jpg图像的直方图（imhist函数可生成），编写直方图均衡化函数（原始图像和灰度等级作为输入参数）。

%3

I3=im2double(I1); [m n]=size(I3); r1=zeros(1,256); p=r1;s1=r1;s2=r1; a=0;

for k=1:256

for i=1:m

for j=1:n

if(I3(i,j)==((k-1)/255)); r1(k)=r1(k)+1; end end end

p(k)=r1(k)/65536; s1(k)=a+p(k); a=s1(k);

s2(k)=round(s1(k)/(1/255))/255; end

[m n]=size(I3); t=0;

for k=1:256 t=t+1;

if( k==256||s2(k)~=s2(k+1)) for i=1:m

for j=1:n

if(I3(i,j)>=(k-t)/255&&I3(i,j)<=(k-1)/255) I4(i,j)=s2(k); end end end

t=0; end end

I3=mat2gray(I3); I4=mat2gray(I4); figure;

subplot(2,3,1),imshow(I3),title('原图');axis on;

subplot(2,3,2),imhist(I3),title('原图直方图');axis on;

subplot(2,3,4),imshow(I4);title('自编函数均衡化');axis on;

subplot(2,3,5);imhist(I4);title('自编函数均衡化后直方图');axis on; subplot(2,3,6),plot(s1),title('变换函数');axis on;

4． 分析原始图像与增强图像的不同效果情况。 （1） 图像均衡化处理前后图像效果

由处理后的图像可以看出，图像的灰度值减少，图像对比度明显增强，但是导致很多地方的细节模糊，看不清楚；而且有些地方过分增强，严重干扰清晰度。

（2） 直方图匹配处理前后图像效果

采用直方图匹配运算后，发现效果明显比直接均衡化的效果好得多，将一些重要的细节突出来了，对比度明显增强，但是还是有些地方色彩过于暗淡，灰度值过高，影响了图像的美观，但用于进行图像对比分析还是比较实用的。

（3） 自编的直方图均衡化函数处理前后图像效果

通过自己编写的程序，对直方图进行均衡化，效果与第一步所取得的效果差不多是一致的。