數(shù)字圖像處理直方圖均衡化PPT課件

1、用直方圖均衡化進(jìn)行圖像增強(qiáng)2011-3-22目 錄1. 灰度級(jí)直方圖的概念2. 直方圖的計(jì)算3. 直方圖的性質(zhì)4. 直方圖均衡化一. 灰度級(jí)直方圖的概念長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院灰度級(jí)直方圖1 直方圖的概念2灰度級(jí)的直方圖是反應(yīng)一幅圖像中的灰度級(jí)與出現(xiàn)這種灰度的概率之間的圖形。設(shè)圖像的灰度范圍為a,b，r為此灰度范圍內(nèi)的任一灰度級(jí)，p(r)為這幅圖像中灰度級(jí)為r的像素出現(xiàn)的頻率，可以看出p(r)是r的函數(shù)。該函數(shù)的圖形稱為這幅圖像的直方圖。一.灰度級(jí)直方圖的概念長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院灰度級(jí)123456灰度級(jí)的像素?cái)?shù)7437213圖像的直方圖一. 灰度級(jí)直方圖的概念長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院灰度圖像的直方圖二

2、. 直方圖的計(jì)算長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院設(shè)r表示圖像中像素的灰度級(jí)，可以用概率密度函數(shù)Pr(rk)表示原始圖像的灰度分布。則式中，N為一幅圖像中像素的總數(shù)；nk為第k級(jí)灰度的像素；rk為第k個(gè)灰度級(jí)；Pr(rk)表示該灰度級(jí)出現(xiàn)的概率。因?yàn)镻r(rk)給出了對(duì)rk出現(xiàn)概率的一個(gè)估計(jì)，所以直方圖提供了原圖的灰度值分布情況，也可以說給出了一幅圖像所有灰度值的整體描述。 三. 直方圖的性質(zhì)長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院（1） 它只反映該圖像中不同灰度值出現(xiàn)的次數(shù)，而未反映某一灰度值像素所在的位置。也就是說，它只包含了該圖像中某一灰度值的像素出現(xiàn)的概率，而丟失了其所在位置的信息。（2） 任一幅圖像，都能唯一地確定出

3、一幅與它對(duì)應(yīng)的直方圖，但不同的圖像，可能有相同的直方圖。三. 直方圖的性質(zhì)長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院不同圖象對(duì)應(yīng)相同的直方圖四. 直方圖均衡化長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院1.原因 大多數(shù)自然圖像，其灰度分布集中在較窄的區(qū)間，引起圖像細(xì)節(jié)不夠清晰，采用直方圖修正后可使圖像的灰度間距拉開或使灰度分布均勻，從而增大反差，使圖像細(xì)節(jié)清晰，達(dá)到增強(qiáng)的目的。例如一幅過曝光的圖片，其灰度級(jí)都集中在高亮度范圍內(nèi)，而曝光不足的圖片，其灰度級(jí)集中在低亮度范圍內(nèi)，具有這樣直方圖的圖片其可視效果比較差。 四. 直方圖均衡化長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院2.直方圖均衡化步驟(1) 對(duì)給定的待處理圖像統(tǒng)計(jì)其直方圖，求出(2) 根據(jù)統(tǒng)計(jì)出的直方圖

4、采用累積分布函數(shù)作變換, (3) 用新灰度代替舊灰度，求出Ps(s)，這一步是近似過程，應(yīng)根據(jù)處理目的盡量做到合理，同時(shí)把灰度值相等或近似地合并到一起。求變換后的新灰度；四. 直方圖均衡化長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院例子 假定有一幅像素?cái)?shù)為6464，灰度級(jí)為8級(jí)的圖像，將其進(jìn)行均衡化處理，其灰度級(jí)分布表如右圖所示：表 6464大小的圖像灰度級(jí)分布四. 直方圖均衡化長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院圖(a) 原圖灰度級(jí)直方圖；圖(b) 累積變換后的直方圖；圖(c) 均衡化后的直方圖；直方圖均衡化示意圖四. 直方圖均衡化長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院3.直方圖均衡化MATLAB的實(shí)現(xiàn) （1）imhist函數(shù)功能：計(jì)算和顯示圖像的

5、色彩直方圖。 格式：imhist(I, n) imhist(X, map) counts, x=imhist() 說明：imhist(I, n)計(jì)算和顯示灰度圖像I的直方圖，n為指定的灰度級(jí)數(shù)目，缺省值為256； imhist(X, map)計(jì)算和顯示索引色圖像X的直方圖，map為調(diào)色板； counts, x=imhist(.) 返回直方圖數(shù)據(jù)向量counts和相應(yīng)的色彩值向量x，用stem(x, counts) 同樣可以顯示直方圖。四. 直方圖均衡化長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院 顯示灰度圖像baby.jpg的直方圖 程序：I=imread(C:baby.jpg);subplot(1,2,1),ims

6、how(I);subplot(1,2,2),imhist(I);3.直方圖均衡化MATLAB的實(shí)現(xiàn)四. 直方圖均衡化長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院灰度圖像的色彩直方圖四. 直方圖均衡化長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院顯示索引色圖像的直方圖程序： clf;load trees; subplot(1,2,1),imshow(I); subplot(122);imhist(X,map);3.直方圖均衡化MATLAB的實(shí)現(xiàn)四. 直方圖均衡化長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院索引色圖像的直方圖四. 直方圖均衡化長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院程序： I=imread(trees.tif); c,x=imhist(I); subplot(121);im

7、show(I); subplot(1,2,2),stem(x,c);3.直方圖均衡化MATLAB的實(shí)現(xiàn)用stem函數(shù)顯示圖像直方圖四. 直方圖均衡化長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院圖像的直方圖四. 直方圖均衡化長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院（2）imadjust函數(shù)功能：通過直方圖變換調(diào)整對(duì)比度。 格式：J=imadjust(I, low high,bottom top, gamma) newmap=imadjust(map, low high, bottom top, gamma) 說明：J=imadjust(I, low high, bottom top, gamma)返回圖像I經(jīng)直方圖調(diào)整后的圖像J，gamm

8、a為校正量 ，low high為原圖像中要變換的灰度范圍，bottom top指定了變換后的灰度范圍；newmap=imadjust(map, low highbottom top, gamma)調(diào)整索引色圖像的調(diào)色板map。此時(shí)若low high和bottom top都為23的矩陣，則分別調(diào)整R、G、B 3個(gè)分量。 3.直方圖均衡化MATLAB的實(shí)現(xiàn)四. 直方圖均衡化長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院 程序： clear all I=imread(C:lena.bmp); J=imadjust(I,0.3 0.7, ); subplot(221), imshow(I)； subplot(222), ims

9、how(J)； subplot(223), imhist(I)； subplot(224), imhist(J)；調(diào)整圖像的對(duì)比度，調(diào)整前后的圖像見圖3.直方圖均衡化MATLAB的實(shí)現(xiàn)四. 直方圖均衡化長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院四. 直方圖均衡化長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院3.直方圖均衡化MATLAB的實(shí)現(xiàn) （3）histeq函數(shù)功能：直方圖均衡化 格式：J=histeq(I, n)，指定均衡化后灰度級(jí)數(shù)n，缺省 為64；四. 直方圖均衡化長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院 程序： I = imread(cameraman.tif); J = histeq(I); subplot(2,2,1),imshow(I); subplot(2,2,2),imshow(J); subplot(2,2,3),imhist(I,64); subplot(2,2,4), imhist(J,64);對(duì)圖像cameraman.tif做直方圖均衡化，結(jié)果見圖四. 直方圖均衡化