第9章 圖像增強(qiáng)0課件

1、 重點(diǎn)：重點(diǎn)：1 圖像的直方圖圖像的直方圖2 直方圖灰度變換直方圖灰度變換3 直方圖均衡化直方圖均衡化第第9章章 圖像增強(qiáng)圖像增強(qiáng)9.1 概述概述一、圖像增強(qiáng)技術(shù)的目的：一、圖像增強(qiáng)技術(shù)的目的：二、圖像增強(qiáng)技術(shù)的特點(diǎn)：二、圖像增強(qiáng)技術(shù)的特點(diǎn)： 圖象增強(qiáng)按增強(qiáng)處理所在空間不同分為空域圖象增強(qiáng)按增強(qiáng)處理所在空間不同分為空域增強(qiáng)方法和頻域增強(qiáng)方法。增強(qiáng)方法和頻域增強(qiáng)方法。空域增強(qiáng)空域增強(qiáng):直接在圖像所在的二維空間進(jìn)行處理，直接在圖像所在的二維空間進(jìn)行處理，即直接對每一像素的灰度值進(jìn)行處理即直接對每一像素的灰度值進(jìn)行處理 。頻域增強(qiáng)：以卷積定理為基礎(chǔ)，在圖像的某個(gè)變頻域增強(qiáng)：以卷積定理為基礎(chǔ)，在圖像的

2、某個(gè)變換域?qū)D像進(jìn)行間接操作，并修改傅立葉變換等變換域?qū)D像進(jìn)行間接操作，并修改傅立葉變換等變換后的系數(shù)，然后再進(jìn)行反變換，得到處理后的圖換后的系數(shù)，然后再進(jìn)行反變換，得到處理后的圖像像空域增強(qiáng)按技術(shù)不同可分為灰度變換和空間濾波空域增強(qiáng)按技術(shù)不同可分為灰度變換和空間濾波灰度變換灰度變換:基于點(diǎn)操作，將每一個(gè)像素的灰度值基于點(diǎn)操作，將每一個(gè)像素的灰度值按照按照一定一定的數(shù)學(xué)變換公式轉(zhuǎn)換為一個(gè)新的灰的數(shù)學(xué)變換公式轉(zhuǎn)換為一個(gè)新的灰度值。常用的有度值。常用的有:對比度增強(qiáng)、直方圖均衡化對比度增強(qiáng)、直方圖均衡化等方法。等方法。空域?yàn)V波空域?yàn)V波:基于鄰域處理，應(yīng)用某一模板對每個(gè)基于鄰域處理，應(yīng)用某一模板對

3、每個(gè)像素及其周圍鄰域的所有像素進(jìn)行某種數(shù)學(xué)運(yùn)像素及其周圍鄰域的所有像素進(jìn)行某種數(shù)學(xué)運(yùn)算，得到該像素的新的灰度值。圖像平滑與銳算，得到該像素的新的灰度值。圖像平滑與銳化技術(shù)就屬于空域?yàn)V波?；夹g(shù)就屬于空域?yàn)V波。 頻域增強(qiáng)頻域增強(qiáng):首先經(jīng)過傅里葉變換將圖像從空間首先經(jīng)過傅里葉變換將圖像從空間域變換到頻率域，然后在頻率域?qū)︻l譜進(jìn)行操域變換到頻率域，然后在頻率域?qū)︻l譜進(jìn)行操作和處理，再將其反變換到空間域，從而得到作和處理，再將其反變換到空間域，從而得到增強(qiáng)后的圖像。增強(qiáng)后的圖像。 圖象增強(qiáng)按所處理的對象不同可分為灰度圖像圖象增強(qiáng)按所處理的對象不同可分為灰度圖像 增強(qiáng)和彩色圖像增強(qiáng)增強(qiáng)和彩色圖像增強(qiáng) 。

4、圖圖象象增增強(qiáng)強(qiáng)方方法法總總結(jié)結(jié)9.2灰度變換增強(qiáng)灰度變換增強(qiáng)灰度變換可使圖像對比度擴(kuò)展，圖像清晰，特灰度變換可使圖像對比度擴(kuò)展，圖像清晰，特征明顯。它是圖像增強(qiáng)的重要手段。征明顯。它是圖像增強(qiáng)的重要手段?；叶茸儞Q是一種點(diǎn)處理方法，它將輸入圖像中灰度變換是一種點(diǎn)處理方法，它將輸入圖像中每個(gè)像素每個(gè)像素(x,y)的灰度值的灰度值f(x,y)，通過映射函數(shù)，通過映射函數(shù)T()， 變換成輸出圖像中的灰度變換成輸出圖像中的灰度g(x, y)，即：，即： g(x,y)=Tf(x,y) 通過變換，達(dá)到對比度增強(qiáng)的效果。實(shí)際上通過變換，達(dá)到對比度增強(qiáng)的效果。實(shí)際上g(x,y)=Tf(x,y)就是一種具體的圖

5、像增強(qiáng)方法。就是一種具體的圖像增強(qiáng)方法。 9.2.1 像素值及其統(tǒng)計(jì)特性像素值及其統(tǒng)計(jì)特性n設(shè)變量設(shè)變量r代表圖像中像素的灰度級，把像素的灰度代表圖像中像素的灰度級，把像素的灰度級歸一化處理，則有級歸一化處理，則有0rl，其中，其中r=0表示黑，表示黑，r=1表示白。對于一幅給定的圖像來說，每個(gè)像素取表示白。對于一幅給定的圖像來說，每個(gè)像素取值在值在0,1上的灰度級是隨機(jī)的。上的灰度級是隨機(jī)的。n在數(shù)字圖像處理中，用在數(shù)字圖像處理中，用rk表示離散灰度級，用概表示離散灰度級，用概率密度函數(shù)率密度函數(shù)pr(r)表示灰度值表示灰度值rk出現(xiàn)的相對頻數(shù)，對出現(xiàn)的相對頻數(shù)，對圖像灰度級的分布。圖像灰度

6、級的分布。 1,.2 , 1 , 0, 10nkrnnrpkkkr 1,.2 , 1 , 0, 10nkrnnrpkkkr式中，式中，n為圖像中的像素總數(shù)；為圖像中的像素總數(shù)；nk為圖像中出現(xiàn)為圖像中出現(xiàn)rk這這種灰度的像素?cái)?shù)，種灰度的像素?cái)?shù)，nk/n就是概率中所說的頻數(shù)，直角就是概率中所說的頻數(shù)，直角坐標(biāo)系中一幅圖像的坐標(biāo)系中一幅圖像的rk和和pr(rk)之間的關(guān)系圖像稱為之間的關(guān)系圖像稱為該圖像的灰度直方圖。該圖像的灰度直方圖。1）像素的選擇）像素的選擇pixval : 函數(shù)顯示光標(biāo)在圖像中選擇像素點(diǎn)的值，函數(shù)顯示光標(biāo)在圖像中選擇像素點(diǎn)的值，也可以顯示兩個(gè)像素點(diǎn)間的歐幾里德幾何距離。也可以

7、顯示兩個(gè)像素點(diǎn)間的歐幾里德幾何距離。impixel：函數(shù)返回選擇或坐標(biāo)值提供的像素值，：函數(shù)返回選擇或坐標(biāo)值提供的像素值，可通過輸入?yún)?shù)定義像素坐標(biāo)。可通過輸入?yún)?shù)定義像素坐標(biāo)。n例例10.1 利用函數(shù)利用函數(shù)impixel顯示像素信息顯示像素信息nimshow canoe.tifnvals=impixelnimprofile函數(shù)可以獲取在圖像上沿一條或多函數(shù)可以獲取在圖像上沿一條或多條路徑所對應(yīng)的像素灰度值。條路徑所對應(yīng)的像素灰度值。n例例10.2 利用函數(shù)利用函數(shù)improfile繪制線段像素分布繪制線段像素分布圖圖nimshow peppers.pngnimprofle2）線段上像素灰度

8、分布的計(jì)算和繪制）線段上像素灰度分布的計(jì)算和繪制nimcontour函數(shù)用來繪制圖像的等高線。函數(shù)用來繪制圖像的等高線。3）圖像等高線）圖像等高線4）圖像像素的統(tǒng)計(jì)特性）圖像像素的統(tǒng)計(jì)特性均值函數(shù)均值函數(shù)mean2: 調(diào)用格式：調(diào)用格式：B=mean2(A)標(biāo)準(zhǔn)差函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差函數(shù)std2: 調(diào)用格式：調(diào)用格式：B=std2(A )相關(guān)函數(shù)相關(guān)函數(shù)corr2: 調(diào)用格式：調(diào)用格式：r=corr2(A,B)9.2.2 直接灰度變換直接灰度變換n照片或電子方法得到的圖像，常表現(xiàn)出低對比照片或電子方法得到的圖像，常表現(xiàn)出低對比度即整個(gè)圖像偏亮或偏暗，為此需要對圖像中度即整個(gè)圖像偏亮或偏暗，為此需要對圖像

9、中的每一像素的灰度級進(jìn)行灰度變換，擴(kuò)大圖像的每一像素的灰度級進(jìn)行灰度變換，擴(kuò)大圖像灰度范圍，以達(dá)到改善圖像質(zhì)量的目的。灰度范圍，以達(dá)到改善圖像質(zhì)量的目的。n灰度變換就是在圖像采集系統(tǒng)中對圖像像素進(jìn)灰度變換就是在圖像采集系統(tǒng)中對圖像像素進(jìn)行修正，使圖像整體成像均勻。行修正，使圖像整體成像均勻。 灰度變換可以選擇不同的灰度變換函數(shù)，如正灰度變換可以選擇不同的灰度變換函數(shù)，如正 比函數(shù)和指數(shù)函數(shù)等比函數(shù)和指數(shù)函數(shù)等 。按灰度變換函數(shù)分為。按灰度變換函數(shù)分為以下三種：以下三種： 1.線性灰度變換。線性灰度變換。 2.分段線性灰度變換。分段線性灰度變換。 3.非線性灰度變換。非線性灰度變換。 灰度變換可

10、以使圖像動(dòng)態(tài)范圍加大，圖像對比灰度變換可以使圖像動(dòng)態(tài)范圍加大，圖像對比度加大，圖像對比度擴(kuò)展、圖像清晰、特征明度加大，圖像對比度擴(kuò)展、圖像清晰、特征明顯，是圖像增強(qiáng)的重要手段顯，是圖像增強(qiáng)的重要手段 。 1）線性灰度變換）線性灰度變換將輸入圖像（原始圖像）灰度值的動(dòng)態(tài)范圍按線性將輸入圖像（原始圖像）灰度值的動(dòng)態(tài)范圍按線性關(guān)系公式拉伸擴(kuò)展至指定范圍或整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍。線關(guān)系公式拉伸擴(kuò)展至指定范圍或整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍。線性拉伸采用的變換公式為性拉伸采用的變換公式為:g(x,y)=f(x,y).C+R C、R的值由輸出圖像的灰度值動(dòng)態(tài)范圍決定。的值由輸出圖像的灰度值動(dòng)態(tài)范圍決定。假定原始輸入圖像的灰度取值范圍

11、為假定原始輸入圖像的灰度取值范圍為fmin, fmax，輸，輸出圖像的灰度取值范圍出圖像的灰度取值范圍gmin, gmax，其變換公式為，其變換公式為 一般要求一般要求gmin fmax。minminmaxminmaxmin)(),(),(gggfffyxfyxg對于8位灰度圖像則有:線性拉伸示意圖如下: n使曝光不充分圖像中白的更白使曝光不充分圖像中白的更白圖像灰度變換前后效果對比圖圖像灰度變換前后效果對比圖: 變換前 變換后2）分段線性變換）分段線性變換線性拉伸將原始輸入圖像中的灰度值不加區(qū)別線性拉伸將原始輸入圖像中的灰度值不加區(qū)別地?cái)U(kuò)展。地?cái)U(kuò)展。在實(shí)際應(yīng)用中在實(shí)際應(yīng)用中,為了突出圖像中感

12、興趣的研究為了突出圖像中感興趣的研究對象，常常要求局部擴(kuò)展拉伸某一范圍的灰度對象，常常要求局部擴(kuò)展拉伸某一范圍的灰度值，或?qū)Σ煌秶幕叶戎颠M(jìn)行不同的拉伸處值，或?qū)Σ煌秶幕叶戎颠M(jìn)行不同的拉伸處理，即分段線性拉伸。理，即分段線性拉伸。 分段線性拉伸是僅將某一范圍的灰度值進(jìn)行拉分段線性拉伸是僅將某一范圍的灰度值進(jìn)行拉伸，而其余范圍的灰度值實(shí)際上被壓縮了。伸，而其余范圍的灰度值實(shí)際上被壓縮了。常用的幾種分段線性拉伸的示意圖 : 其對應(yīng)的變換公式如下其對應(yīng)的變換公式如下:n例例9.3 對于原圖對于原圖pout.tif，將其小于，將其小于30的灰度的灰度值不變，將值不變，將30到到150的灰度值拉伸

13、到的灰度值拉伸到30到到200，同時(shí)壓縮同時(shí)壓縮150到到255的灰度值到的灰度值到200與與255間。間。nI=imread(pout.tif);nimshow(I);nI=double(I);nM,N=size(I);nfor k = 1:Mn for l = 1:Nn if I(k,l)=30 nI(k,l)=I(k,l);n elseif I(k,l)=150n I(k,l)=(200-30)/(150-30)*( I(k,l)-30)+30;n elsen I(k,l)=(255-200)/(155-150)*( I(k,l)-150)+200; n endn endnendnfig

14、ure(2);nimshow(uint8(I);3） 非線性變換非線性拉伸不是對圖像的整個(gè)灰度范圍進(jìn)行擴(kuò)非線性拉伸不是對圖像的整個(gè)灰度范圍進(jìn)行擴(kuò)展，而是有選擇地對某一灰度值范圍進(jìn)行擴(kuò)展，展，而是有選擇地對某一灰度值范圍進(jìn)行擴(kuò)展，其他范圍的灰度值則有可能被壓縮。其他范圍的灰度值則有可能被壓縮。與分段線性拉伸區(qū)別與分段線性拉伸區(qū)別: 非線性拉伸不是通過在不同灰度值區(qū)間選擇不非線性拉伸不是通過在不同灰度值區(qū)間選擇不同的線性方程來實(shí)現(xiàn)對不同灰度值區(qū)間的擴(kuò)展同的線性方程來實(shí)現(xiàn)對不同灰度值區(qū)間的擴(kuò)展與壓縮，而是在整個(gè)灰度值范圍內(nèi)采用統(tǒng)一的與壓縮，而是在整個(gè)灰度值范圍內(nèi)采用統(tǒng)一的非線性變換函數(shù)，利用函數(shù)的數(shù)

15、學(xué)性質(zhì)實(shí)現(xiàn)對非線性變換函數(shù)，利用函數(shù)的數(shù)學(xué)性質(zhì)實(shí)現(xiàn)對不同灰度值區(qū)間的擴(kuò)展與壓縮。不同灰度值區(qū)間的擴(kuò)展與壓縮。常用的兩種非線性擴(kuò)展方法常用的兩種非線性擴(kuò)展方法 :(1)對數(shù)擴(kuò)展對數(shù)擴(kuò)展:基本形式基本形式: g(x,y)=lgf(x,y) .實(shí)際應(yīng)用中一般取自然對數(shù)變換，具體形式如下：實(shí)際應(yīng)用中一般取自然對數(shù)變換，具體形式如下： g(x,y)=Clnf(x,y)+1 f(x,y)+1是為了避免對零求對數(shù)，是為了避免對零求對數(shù)，C為尺度比為尺度比例系數(shù)，用于調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)范圍。例系數(shù)，用于調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)范圍。 變換函數(shù)曲線變換函數(shù)曲線 :對數(shù)變換可以使低灰度得以擴(kuò)對數(shù)變換可以使低灰度得以擴(kuò)展，高灰度的得以壓縮展

16、，高灰度的得以壓縮(2)指數(shù)擴(kuò)展:基本形式基本形式: g(x,y)=bf(x,y) 實(shí)際應(yīng)用中，為了增加變換的動(dòng)態(tài)范圍，一般需要實(shí)際應(yīng)用中，為了增加變換的動(dòng)態(tài)范圍，一般需要加入一些調(diào)制參數(shù)。具體形式如下：加入一些調(diào)制參數(shù)。具體形式如下： g(x,y)=bcf(x,y)-a-1 參數(shù)參數(shù)a可以改變曲線的起始位置可以改變曲線的起始位置. 參數(shù)參數(shù)c可以改變曲線的變化速率可以改變曲線的變化速率. 指數(shù)擴(kuò)展可以對圖像的高亮度區(qū)進(jìn)行大幅擴(kuò)展指數(shù)擴(kuò)展可以對圖像的高亮度區(qū)進(jìn)行大幅擴(kuò)展. 指數(shù)變換將減弱整個(gè)圖像的亮度，它以犧牲低灰度指數(shù)變換將減弱整個(gè)圖像的亮度，它以犧牲低灰度區(qū)域的對比度為代價(jià)來增加高灰度的對

17、比度區(qū)域的對比度為代價(jià)來增加高灰度的對比度冪次變換冪次變換常用變換方法常用變換方法rmaxsmaxrmaxsmaxrmaxsmaxrmaxsmaxrmaxsmaxrmaxsmax 灰度直方圖是灰度值的函數(shù)，它描述了圖像中灰度直方圖是灰度值的函數(shù)，它描述了圖像中各灰度值的像素個(gè)數(shù)。各灰度值的像素個(gè)數(shù)。 通常用橫坐標(biāo)表示像素的灰度級別，縱坐標(biāo)表通常用橫坐標(biāo)表示像素的灰度級別，縱坐標(biāo)表示對應(yīng)的灰度級出現(xiàn)的頻率（像素的個(gè)數(shù)）。示對應(yīng)的灰度級出現(xiàn)的頻率（像素的個(gè)數(shù)）。頻率的計(jì)算公式為：頻率的計(jì)算公式為： p(r)= nr nr是圖像中灰度為是圖像中灰度為r的像素?cái)?shù)的像素?cái)?shù) 。圖像直方圖圖像直方圖9.2.

18、3 直方圖灰度變換直方圖灰度變換常用的直方圖是規(guī)格化和離散化的，即縱坐標(biāo)用常用的直方圖是規(guī)格化和離散化的，即縱坐標(biāo)用相對值表示。相對值表示。設(shè)圖像總像素為設(shè)圖像總像素為N，某一級灰度像素?cái)?shù)為，某一級灰度像素?cái)?shù)為nr，則，則直方圖表示為：直方圖表示為： p(r)= nr /N 原始圖像原始圖像對應(yīng)的直方圖對應(yīng)的直方圖n灰度直方圖反映了一幅圖像的灰度分布情況。灰度直方圖反映了一幅圖像的灰度分布情況。 (a) (b)n(a)大多數(shù)像素灰度值取在較亮區(qū)域，圖像肯定較大多數(shù)像素灰度值取在較亮區(qū)域，圖像肯定較亮亮.一般在攝影過程中曝光過強(qiáng)就會造成這種結(jié)果。一般在攝影過程中曝光過強(qiáng)就會造成這種結(jié)果。n(b)

19、圖像的像素灰度值集中在暗區(qū)域圖像的像素灰度值集中在暗區(qū)域,圖像將偏暗圖像將偏暗.一般在攝影中曝光太弱將導(dǎo)致這種結(jié)果。一般在攝影中曝光太弱將導(dǎo)致這種結(jié)果。從兩幅圖像的灰度分布來看圖像的質(zhì)量均不理想。從兩幅圖像的灰度分布來看圖像的質(zhì)量均不理想。 n函數(shù)函數(shù)imhist用于繪制圖像的直方圖用于繪制圖像的直方圖nimhist (I,n)nimhist (x,map)ncounts, x=imhist()nn 表示灰度圖像的灰度級，若表示灰度圖像的灰度級，若n為灰度圖像，為灰度圖像，默認(rèn)默認(rèn)n=256; 若若n為二值圖像時(shí)，默認(rèn)為二值圖像時(shí)，默認(rèn)n=2。map為調(diào)色板。返回值為調(diào)色板。返回值counts

20、和和x分別對應(yīng)直分別對應(yīng)直方圖的數(shù)值和位置。方圖的數(shù)值和位置。n直方圖灰度變換是實(shí)現(xiàn)圖像灰度變換最常用的方法。直方圖灰度變換是實(shí)現(xiàn)圖像灰度變換最常用的方法。nimhist函數(shù)來計(jì)算和顯示圖像的直方圖函數(shù)來計(jì)算和顯示圖像的直方圖nimadjust函數(shù)進(jìn)行對比度調(diào)整，用于調(diào)整灰度或顏函數(shù)進(jìn)行對比度調(diào)整，用于調(diào)整灰度或顏色圖。色圖。圖像直方圖的性質(zhì)圖像直方圖的性質(zhì) nJ=imadjust (I, low_in high_in, low_out high_out, r)n 將灰度圖像將灰度圖像I轉(zhuǎn)化為圖像轉(zhuǎn)化為圖像J，使值，使值low_in到到high_in與與low_out到到High_out相匹配

21、，值大相匹配，值大于于high_in或小于或小于low_in的將被減去，即小于的將被減去，即小于low_in的值與的值與low_out相匹配，大于相匹配，大于high_in的值與的值與high_out相匹配。它們的默認(rèn)值為相匹配。它們的默認(rèn)值為0 1。r是用來指定描述是用來指定描述I和和J值關(guān)系曲線的形狀；值關(guān)系曲線的形狀；r1，增強(qiáng)亮度；，增強(qiáng)亮度；r1，減小亮度；默認(rèn)值為，減小亮度；默認(rèn)值為1，表示線性變換。，表示線性變換。nimadjust函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)圖像的灰度變換函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)圖像的灰度變換nclc;nI=imread(pout.tif);nimshow(I);nJ=imadjust(I

22、,0.3 0.7,0 1,1 );nfigure;nimshow(J);nJ=imadjust(I,0.3 0.7,0 1,0.5);nfigure;nimshow(J);nJ=imadjust(I,0.3 0.7,0 1,1.5);nfigure;nimshow(J);n除了增強(qiáng)或減弱圖像的對比度外，還可以對圖像除了增強(qiáng)或減弱圖像的對比度外，還可以對圖像的的灰度范圍灰度范圍進(jìn)行映射。進(jìn)行映射。n以下程序代碼示例就是用以下程序代碼示例就是用imadjust函數(shù)將輸入圖函數(shù)將輸入圖像的灰度范圍從像的灰度范圍從0 51映射到映射到128 255，輸入圖，輸入圖像如圖所示：像如圖所示：nI=imre

23、ad(cameraman.tif);nJ=imadjust(I,0 0.2,0.5 1);nimshow(I)nfigure,imshow(J)n 上述操作可以大大提高圖像的亮度，也可以上述操作可以大大提高圖像的亮度，也可以使原始圖像灰暗部分的動(dòng)態(tài)化范圍大大增加，從使原始圖像灰暗部分的動(dòng)態(tài)化范圍大大增加，從而使細(xì)節(jié)更容易觀察。而使細(xì)節(jié)更容易觀察。n 原圖像原圖像亮度調(diào)節(jié)后的圖像亮度調(diào)節(jié)后的圖像n用用imadjust函數(shù)必須按照下面兩個(gè)步驟進(jìn)行：函數(shù)必須按照下面兩個(gè)步驟進(jìn)行：n 1.觀察圖像的直方圖觀察圖像的直方圖,判斷灰度范圍。判斷灰度范圍。n 2.將灰度范圍轉(zhuǎn)換為將灰度范圍轉(zhuǎn)換為01之間的分

24、數(shù)之間的分?jǐn)?shù),使得使得灰度范圍可以通過向量灰度范圍可以通過向量low_in high_in傳遞傳遞給函數(shù)。給函數(shù)。n 此外，可選擇參數(shù)此外，可選擇參數(shù)r對圖像修正的處理效果對圖像修正的處理效果有很好的改善，例如以下程序代碼示例，仍假有很好的改善，例如以下程序代碼示例，仍假設(shè)圖像設(shè)圖像灰度范圍不變灰度范圍不變，取，取r=0.5,對圖像對圖像a進(jìn)行進(jìn)行變換變換,可得到如圖可得到如圖b所示的處理效果。所示的處理效果。J=imadjust(I,0.5)原原圖圖像像修正后的結(jié)果修正后的結(jié)果9.2.4 直方圖均衡化直方圖均衡化n通過把原圖像的直方圖通過變換函數(shù)修正為分通過把原圖像的直方圖通過變換函數(shù)修正為

25、分布比較均勻的直方圖，從而改變圖像整體偏暗布比較均勻的直方圖，從而改變圖像整體偏暗或整體偏亮，灰度層次不豐富的情況，這種技或整體偏亮，灰度層次不豐富的情況，這種技術(shù)叫直方圖均衡化術(shù)叫直方圖均衡化。直方圖均衡化過程解析直方圖均衡化過程解析:設(shè)設(shè)r和和s分別表示原圖像灰度級和經(jīng)直方圖均衡化分別表示原圖像灰度級和經(jīng)直方圖均衡化 后的圖像灰度級。為便于討論，對后的圖像灰度級。為便于討論，對r和和s進(jìn)行歸進(jìn)行歸一化，使：一化，使：0r，s1. 對于一幅給定的圖像，歸一化后灰度級分布在對于一幅給定的圖像，歸一化后灰度級分布在0rl范圍范圍 內(nèi)。內(nèi)。 對對0，1區(qū)間內(nèi)的任一個(gè)區(qū)間內(nèi)的任一個(gè)r值進(jìn)行如下變換：

26、值進(jìn)行如下變換： s=T(r) .變換函數(shù)變換函數(shù)s=T(r)應(yīng)滿足下列條件：應(yīng)滿足下列條件：在在0r1的區(qū)間內(nèi)的區(qū)間內(nèi),T(r)單值單調(diào)增加。保證圖單值單調(diào)增加。保證圖像的灰度級從白到黑的次序不變像的灰度級從白到黑的次序不變 對于對于0r1,有有0T(r)1。保證映射變換后的像。保證映射變換后的像素灰度值在允許的范圍內(nèi)。素灰度值在允許的范圍內(nèi)。n直方圖均衡化可用直方圖均衡化可用histeq( )函數(shù)實(shí)現(xiàn)函數(shù)實(shí)現(xiàn)n調(diào)用格式：調(diào)用格式：J=histeq(I,hgram)J=histeq(I,hgram) 表示轉(zhuǎn)換灰度圖像，使輸出圖像的直方圖具有表示轉(zhuǎn)換灰度圖像，使輸出圖像的直方圖具有l(wèi)ength

27、length（hgramhgram）個(gè)灰度級，近似對應(yīng)于）個(gè)灰度級，近似對應(yīng)于hgramhgram。nJ,T=histeq(I)J,T=histeq(I) 表示返回輸入圖像表示返回輸入圖像I I和輸出圖像和輸出圖像J J相對應(yīng)的灰度相對應(yīng)的灰度變換函數(shù)。變換函數(shù)。nI=imread(tire.tif);nimshow(I)nfigure;imhist(I);nJ=histeq(I,64);nfigure;nimshow(J);nfigure;nimhist(J);nJ=histeq(I,32);nfigure;nimshow(J);均衡前 直方圖直方圖均衡為直方圖均衡為64級后的圖像級后的圖像直方圖均衡化為直方圖均衡化為32級后的結(jié)果級后的結(jié)果n在某些應(yīng)用中在某些應(yīng)用中,可能只需要對圖像的某個(gè)部分可能只需要對圖像的某個(gè)部分進(jìn)行均衡化