实验一 直方图均衡化

湖南科技大学

电子与电气技术实验中心

实验报告

实验课程：数字图像处理

试验项目：直方图均衡化

实验内容：直方图均衡化

院系：信息与电气工程学院

专业：通信工程

班级：一班

姓名：卢泽

学号： 1204040107

实验日期： 2015.05.07 实验室名称：信号与系统实验室

1.实验目的

熟悉数字图像直方图灰度变换的方法。

2.实验设备与环境

1）PC机一台；

2）MATLAB软件。

3.实验原理

3.1直方图

直方图就是指图像中各像素的统计值，反映图象中每种灰度出现的频率。

直方图的性质：

1）表征了图像的一维信息。只反映图像中像素不同灰度值出现的次数（或频数）而未反映像素所在位置。

2）与图像之间的关系是多对一的映射关系。一幅图像唯一确定出与之对应的直方图，但不同图像可能有相同的直方图。

3）子图直方图之和为整图的直方图。

3.2直方图均衡化

直方图均衡化处理的“中心思想”是把原始图像的灰度直方图从比较集中的某个灰度区间变成在全部灰度范围内的均匀分布。直方图均衡化就是对图像进行非线性拉伸，重新分配图像像素值，使一定灰度范围内的像素数量大致相同。直方图均衡化就是把给定图像的直方图分布改变成“均匀”分布直方图分布。

直方图均衡化过程：

1）列出原始图像和变换后图像的灰度级（L是灰度级的个数）；

2）统计员图像中各灰度级的像素个数；

3）计算原始图像直方图P(i)=Ni/N；

4）计算累计直方图P(j)=P(1) + P(2) + P(3) +…+ P(i)；

5）利用灰度值变换函数计算变换后的灰度值，兵四舍五入取整；j=INT[(L-1)Pj+0.5]

6）确定灰度变换关系i→j，据此将原图像的灰度值f（m,n）=i修正为g（m，n）=j；

7）统计变换后个灰度级的像素个数Nj；

8）计算变换后图像的直方图Pj=Nj/N。

4.实验内容与步骤

4.1实验内容

练习图像预处理的Matlab命令，熟悉下列函数：

imread

imshow

figure

plot

subplot

histeq

imadjust

4.2实验步骤

a.从硬盘中载入“cameraman.tif”图像（使用imread函数）；

b.在窗口显示图片；

c.显示图像的直方图（使用imhist函数）；

d.利用直方图均衡化函数增强图像对比度；

e.在处理之后显示直方图图片；

f.比较两幅图片的质量并讨论。

5.实验数据

5.1调整图像对比度

图 1 原始图像和对比度调整后的图像

图 2 对比度调整后的图像的直方图

5.2直方图均衡化

图 3 原始图像及其直方图均衡化后的图像

图 4 直方图均衡化前后的图像及其灰度直方图

6.实验总结

通过本次实验，我熟悉了MATLAB软件，运用该软件来进行数字图像处理，熟悉数字图像直方图灰度变换的方法，独立编写程序，仿真调试，比较并分析直方图均衡化后的图片与原始图片。

7.程序

1.调整图像的对比度

I=imread('tire.tif');

J=imadjust(I,[0.3 0.7],[]);

subplot(1,2,1),imshow(I);

subplot(1,2,2),imshow(J);

figure(1),subplot(1,2,1),imhist(I);

figure(2),subplot(1,2,2),imhist(J);

2.直方图均衡化

I=imread('tire.tif');

J=histeq(I);

subplot(1,2,1),imshow(I);

subplot(1,2,2),imshow(J);

figure(1),subplot(1,2,1),imshow(I,64);

figure(2),subplot(1,2,2),imshow(J,64);

figure(3),imhist(I);

figure(4),imhist(J);

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