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图像处理实验二：灰度变换

最后完成时间：2010/10/30

一、基本原理(数学公式)：
2-1增强对比度
r1=(t1-t0)/(s1-s0);b1=t0-r1*s0;
r2=(t2-t1)/(s2-s1);b2=t1-r2*s1;
r3=(t3-t2)/(s2-s1);b3=t2-r3*s2;
T1(x,y)=(r1*S+b1)*((S>=0)&(S<s1))+(r2*S+b2)*((S>=s1)&(S<s2))+(r3*S+b3)*((S>=s2)&(S<=s3));

2-2图像求反T2(x,y)=255-S(x,y)

2-3动态范围压缩T3(x,y)=C*log(1+|S|),C=255/log256

2-4灰度切分T4(x,y)=t1*((S>=0)&(S<s1))+t2*((S>=s1)&(S<s2))+t1*((S>=s2)&(S<=s3));

二、程序源代码(附注释)：
GrayscaleTransformation.m
%灰度变换GrayscaleTransformation
%--------------------------------------------------------------------------
%增强对比度
I1=imread('pout.tif');
figure,subplot(2,3,1);imshow(I1);title('原始图像');
subplot(2,3,4);imhist(I1);title('直方图');

%计算线性变换的系数
s0=0;t0=0;
s1=80;t1=25;
s2=180;t2=220;
s3=255;t3=255;
r1=(t1-t0)/(s1-s0);b1=t0-r1*s0;
r2=(t2-t1)/(s2-s1);b2=t1-r2*s1;
r3=(t3-t2)/(s2-s1);b3=t2-r3*s2;

%线性变换过程
S=double(I1);
T1=uint8((r1*S+b1).*((S>=0)&(S<s1))+(r2*S+b2).*((S>=s1)&(S<s2))+(r3*S+b3).*((S>=s2)&(S<=s3)));

%输出增强对比度后的结果
subplot(2,3,2);imshow(T1);title('增强对比度后的图像');
subplot(2,3,5);imhist(T1);title('直方图');

实验二：灰度变换

%映射函数
S=0:255;T1=(r1*S+b1).*((S>=0)&(S<s1))+(r2*S+b2).*((S>=s1)&(S<s2))+(r3*S+b3).*((S>=s2)&(S<=s3));
subplot(2,3,6);plot(S,T1);title('映射函数');xlabel('s');ylabel('t');text(80,25,'(80,25)');text(136,125,'Eh(s)');text(1
80,220,'(180,220)');
pause

%--------------------------------------------------------------------------
%图像求反
I2=imread('moon.tif');
subplot(2,3,1);imshow(I2);title('原始图像');
subplot(2,3,4);imhist(I2);title('直方图');

%图像求反过程
T2=255-I2;

%输出图像求反后的结果
subplot(2,3,2);imshow(T2);title('图像求反后的图像');
subplot(2,3,5);imhist(T2);title('直方图');

%映射函数
S=0:255;T2=255-S;
subplot(2,3,6);plot(S,T2);title('映射函数');xlabel('s');ylabel('t');text(130,130,'Eh(s)');
pause

%--------------------------------------------------------------------------
%动态范围压缩
I3=imread('circuit.tif');
subplot(2,3,1);imshow(I3);title('原始图像');
subplot(2,3,4);imhist(I3);title('直方图');

%动态范围压缩过程
T3=uint8((255/log(256))*log(1+abs(double(I3))));

%输出动态范围压缩的结果
subplot(2,3,2);ims