試驗一、空域圖像增加技術

一、試驗目的

1.結(jié)合實例學習如何在視頻顯示程序中增加圖像處理算法;

2.理解和駕馭圖像的線性變換和直方圖均衡化的原理和應用;

3.了解平滑處理的算法和用途，學習運用均值濾波、中值濾波和拉普拉斯銳化進行圖像增加

處理的程序設計方法：

4.了解噪聲模型及對圖像砥加噪聲的基本方法。

二、試驗原理

1.灰度線性變換就是將圖像中全部點的灰度根據(jù)線性灰度變換函數(shù)進行變換“

g(x,y)=T[f(x,y)]

ccf(x.y)0<f(x.y)<a

g(x,y)=/3[f(xyy)-a]+g(laW/(x,y)<b

(即一一句+gbb<f(x,y)<255

x=1,2.???,/??,y=

2.直方圖均衡化通過點運算將輸入圖像轉(zhuǎn)換為在每一級上都有相等像素點數(shù)的輸出圖像。根

據(jù)圖像概率密度函數(shù)PDF的定義：

p（/；.）--k-0,l,2,...,L-l

rn

通過轉(zhuǎn)換公式獲得：

kk

Sk=7（〃）=XP1Up=Z—k=0,1,2,...,L-1

；=Oj=0〃

3.均值（中值）濾波是指在圖像上，對待處理的像素給定一個模板，該模板包括了其四周的

接近像素。將模板中的全體像素的均值（中值）來代替原來像素值的方法。

4.拉普拉斯算子如下：

--1-1-「

-18-I

-1-1-I

拉普拉斯算子首先將自身與四周的8個像素相減，表示自身與四周像素的差異，再將

這個差異加上自身作為新像素的灰度。

三、試驗步驟

1.啟動MATLAB程序，對圖像文件分別進行灰度線性變換（參考教材50頁，例4.1）、直方

圖均衡化（參考教材56頁，例4.6）、均值濾波（參考教材60頁，例4.9）、中值濾波（參

考教材64頁，例4.11）和梯度銳化操作（參考教材66頁，例4.12）。添加噪聲，重復上述

過程視察處理結(jié)果。

2.記錄和整理試驗報告

四、試驗儀器

1.計算機；

2.MATLAB程序;

3.記錄用的筆、紙。

五、試驗報告內(nèi)容

1.敘述試驗過程；

2.提交試驗的原始圖像和結(jié)果圖像°

1）進行灰度線性變換

?I=imread（，pout,tif*）;

?imshow（I）;

?I=double(I);

?[M,N]=size(I);

?fori=l:M

forj=l:N

ifI(i,j)<=30

I(i.j)=I(i,j);

elseifI(i,j)<=150

I(i,j)=(200-30)/(150-30)*(I(i,j)-30)+30;

else

I(i,j)=(255-200)/(255-150)*(I(i,j)-150)+200;

end

end

end

>>figure(2);

>>imshow(uint8(I));

2)直方圖均衡化

>>I=imread(，circuit,tif));

>>figure

>>subplot(221);imshow(I);

>>subplot(222);imhist(I)

?Il=histeq(I);

>>figure;

>>subplot(221);imshow(Il)

?subplot(222);imhistd1)

3)均值濾波

>>I=imreadCpout,tif*);

[M,N]=size(I);

IIl=zeros(M,N);

fori=l:16

11(:,i)=imnoisc(I,Jgaussian,,0,0.01);

IIl=IIl+double(II

ifor(or(i==l,i==4)>or(i==8,i==16));

figure;

imshow(uint8(IIl/i));

encl

encl

4)中值濾波

?I=imread('eight,tif');

?l=imread(，eight,tif);

?J=imnoise(I,*salt&pepper*,0.02);

?subplot(231),imshow(I);title。原圖像')；

>>subplot(232),imshow(J);title('添加椒鹽噪聲圖像')

?kl二medfilt2(J);

?k2=medfilt2(J,[55]);

?k3=medfilt2(J,[77]);

?k4=mcdfilt2(J,[99]);

?subplot(233),imshow(kl);titleC3X3模板中值濾波')

?subplot(234),imshow(k2);title('5X5模板中值濾波')

>>subplot(235),imshow(k3);title('7X7模板中值濾波’)

>>subplot(236),imshow(k4);title。9X9模板中值濾波')

原圖像添加椒鹽噪聲圖像3X3模板中值濾波

5X5模板中值濾波7X7模板中值濾波9X9模板中值濾波

5）梯度銳化

I二imreadCpout,tif*);

subplot(131),imshow(I)

H=fspecial('Sobel*);

H=H';

TH=filtcr2(H,I);

?subplot(132),imshow(TH,[]);

?I仁H';

?TH=filter2(H,I);

?subplot(133),imshow(TH,[])

2.添加噪聲之后

1)

2)

4)

原圖像添加微鹽藻聲圖像3）G模板中佰濾波

5X5模板中值施波7X7模板中值漉波92模板中值謔波

5)

六、思索題

L設定不同的斜率值和截距，顯示效果會怎樣？

答：設定不同的斜率值和截距，可對任一灰度區(qū)間進行擴展和壓縮。

2.直方圖均衡化是什么意思？它的主要用途是什么？

答：若一幅圖像其像素占有全部可能的灰度級并且分布勻稱，則這樣的圖像有高對比度和多

變的灰度色調(diào)，而顯示出一幅灰度級豐富且動態(tài)范圍大的圖像。

把原始圖像不均衡的直方圖變換為勻稱分布的形式，這樣就增加了灰度值的動態(tài)范圍，

從而達到增加圖像整體對比度的效果。

3.均值（中值）濾波