数字图像处理实验二 图像灰度变换.docx

实验二图像灰度变换实验
实验目的
熟悉亮度变换函数的使用
熟悉灰度图像的直方图的表示；
掌握图像增强的基本方法：灰度变换、直方图均衡；
实验内容
灰度线性变换、灰度直方图、直方图均衡处理；
灰度变换是图像增强的一种重要手段，使图像对比度扩展，图像更加清晰，特征更加明显。灰度级的直方图给出了一幅图像概貌的描述，通过修改灰度直方图来得到图像增强。
实验原理
函数imadjust
函数imadjust是对灰度图像进行亮度变换的基本命令，语法为：
g=imadjust(f,[low_inhigh_in],[low_outhigh_out],gamma)
将图像f中的亮度值（灰度值）映射到新图像g中，即将low_in至high_in之间的值映射到low_out至high_out之间的值。low_in以下的灰度值映射为low_out，high_in以上的灰度值映射为high_out，函数imadjust的矩阵[]内参数均指定在0和1之间，[low_inhigh_in]和[low_outhigh_out]使用空矩阵[]会得到默认值[01]。若high_out小于low_out，则输出图像会反转。
参数gamma指定了曲线（变换函数）的形状，若gamma小于1，则映射被加权至更高（更亮）的输出值；若gamma大于1，则映射被加权至更低（更暗）的输出值。若省略了函数的参量gamma，则gamma默认为1——即线性映射。

>>f=imread(‘filename’)
>>imshow(f)
>>g1=imadjust(f,[01],[10]);%图像反转
>>figure,imshow(g1)%figure命令表示同时显示多个窗口
>>g2=imadjust(f,[0.50.75],[01]);
%将0.5至0.75之间的灰度级扩展到范围0和1之间
>>figure,imshow(g2)
>>g3=imadjust(f,[],[],2)%使用gamma值
>>figure,imshow(g3)

直方图处理与函数绘图
图像的直方图定义为离散函数：
h(rk)=nk
绘制图像的直方图，函数imhist，语法为：
h=imhist(f,b)
f为输入图像，h为直方图h(rk)，b是用于形成直方图的灰度级个数，若b省略，则默认值为256。
函数numel(f)可给出图像f的象素个数，有了它可归一化直方图：
p=imhist(f,b)/numel(f)

>>imhist(f)%MTALAB默认显示的图像f的直方图
MATLAB中其它一些有代表性的绘制函数选项：
用条形图绘制直方图
函数bar(horz,v,width)，其中，v是一个行(列)向量，它包含将被绘制的点；horz是一个与v有相同维数的向量，它包含水平标度值的增量；width是一个在0到1之间的数，表示竖条宽度，width值为1时，竖条较明显；当width的值为0时，竖条是简单的垂直线；width的默认值是0.8。在绘制条形图时，我们通常会将水平轴等分为几段，以便降低水平轴的分辨率。下面的语句将生成一副条形图，其水平轴以10个灰度级为一组：
>>h=imhist(f)
>>h1=h(1:10:256)
>>horz=1:10:256
>>bar(horz,h1)
>>axis([0255015000])
%axis函数设置了水平轴和垂直轴的最大和最小值，语法为：
%axis([horzminhorzmaxvertminvertmax])
>>set(gca,‘xtick’,0:50:255)
>>set(gca,‘ytick’,0:2000:15000)
%参数gca表示“获得当前轴”（即最终显示的图形的轴），参数xtick和%ytick按所示的间隔设置水平轴和的垂直轴的刻度。
%这两个语句中，坐标轴的取值范围和刻度线都是人工设定的。使用函数%xlim(‘auto’)和ylim(‘auto’)可以自动设定坐标轴的取值范围和刻度线。

用杆状图绘制直方图
函数stem(horz,v,‘color_linestyle_marker’,‘fill’)，参量color_linestyle_marker来自下表的三个值：颜色_线形_标记

例如，stem(v,‘r--s’)生成一副杆状图，其线条与标记点都为红色，线条为虚线，标记点为方形。若使用fill，且标记点为圆形、方形、菱形，则标记点的颜色会是color指定的颜色。
默认颜色是black黑色，默认线条为solid实线，默认标记点的形状是circle圆形。
>>h=imhist(f)
>>h1=h(1:10:256)
>>horz=1:10:256
>>stem(horz,h1,‘fill’)
>>axis([0255015000])
>>se