图像增强的线性灰度变化
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段数 1 2 3
原图 0-100 100-180 180-255
处理后 0-10 10-180 180-255
斜率 0.1 2.125 1
13
0-100灰度像素压缩，增强了中间100-180灰度像素的对比度，180-255 灰度像素保持不变。
14
段数 原图
Байду номын сангаас
处理后
斜率
1
0-100
0-10
0.1
2
100-180
10-180
2.125
3
180-255
180-255
1
15
段数 1 2 3
原图 0-20 20-180 180-255
处理后 0-100 100-220 220-255
斜率 5 0.75 0.47
16
0-20灰度像素拉伸，中间20-180灰度像素压缩，180-255灰度像素压缩。
10
%绘制变换曲线 r1=(g1-g0)/(f1-f0);%直线一的斜率
b1=g0-r1*f0;%直线一在y轴的截距 r2=(g2-g1)/(f2-f1);%直线二的斜率
b2=g1-r2*f1;%直线二在y轴的截距 r3=(g3-g2)/(f3-f2);%直线三的截距
b3=g2-r3*f2;%直线三在y轴的截距
对局部扩展拉伸某一范围的灰度值，或对不同范围的 灰度值进行不同的拉伸处理时，采用分段线性拉伸。
设原图像f (x, y)灰度范围为[0,Mf]，变换后的图像g (x, y) 灰度范围为[0,Mg],
8
分段线性灰度变换
9
程序： clear all; X=imread('m83.tif'); subplot(121);imshow(X); subplot(122);imhist(X,100) f0=0;g0=0; f1=90;g1=10; f2=180;g2=300; f3=255;g3=255; figure;plot([f0,f1,f2,f3],[g0,g1,g2,g3]); axis tight xlabel('f');ylabel('g');
结论： 当 [a，b]之间的变换直线斜率大于1时，该灰度区间的动态范围增加，即对 比度增强，反之动态范围压缩，即对比度减弱。
17
4
b和a分别是输入图像亮度分量的最大值和最小值，d和c分 别是输出图像亮度分量的最大值和最小值。经过线性灰度 变化法，图像亮度分量的线性范围从[a,b]变化到[c,d]。
5
线性灰度变换
6
原图
将灰度区间缩小 为[100,200]得到
图片
再将灰度图片由 [100,200]放大
至[0,255]
7
(二)分段线性灰度变换
机器视觉课程作业
图像增强的线性灰度变化
科技1302 王泽宇
05132044（9）
1
对比度增强
➢ 直接灰度变换法 线性变换 分段线性变换 非线性变换
2
灰度变换法
当图像成像时曝光不足或过度, 或由于 成像设备的非线性和图像记录设备动态 范围太窄等因素。都会产生对比度不足 的弊病，使图像中的细节分辨不清。这 时可将灰度范围线性扩展。
[m,n]=size(X);
X1=double(X);
for i=1:m
for j=1:n
f=X1(i,j);
11
g(i,j)=0; if(f>=f1)&(f<=f2) g(i,j)=r1*f+b2; elseif(f>=f2)&(f<=f3) g(i,j)=r3*f+b3; end
end end figure;imshow(mat2gray(g))
灰度变换是基于点操作的增强方法，它 将每一个像素的灰度值按照一定的数学 变换公式转换为一个新的灰度值。
3
(一)线性灰度变换
线性拉伸可以将原始输入图像中的灰度值不 加区别地扩展。 设原图像f (x, y)灰度范围为[a, b]，希望变换后图 像g (x, y)灰度范围扩展至[c, d]，则灰度线性 变换可表示为：
段数 1 2 3
原图 0-100 100-180 180-255
处理后 0-10 10-180 180-255
斜率 0.1 2.125 1
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0-100灰度像素压缩，增强了中间100-180灰度像素的对比度，180-255 灰度像素保持不变。
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段数 原图
Байду номын сангаас
处理后
斜率
1
0-100
0-10
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100-180
10-180
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180-255
180-255
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原图 0-20 20-180 180-255
处理后 0-100 100-220 220-255
斜率 5 0.75 0.47
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0-20灰度像素拉伸，中间20-180灰度像素压缩，180-255灰度像素压缩。
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%绘制变换曲线 r1=(g1-g0)/(f1-f0);%直线一的斜率
b1=g0-r1*f0;%直线一在y轴的截距 r2=(g2-g1)/(f2-f1);%直线二的斜率
b2=g1-r2*f1;%直线二在y轴的截距 r3=(g3-g2)/(f3-f2);%直线三的截距
b3=g2-r3*f2;%直线三在y轴的截距
对局部扩展拉伸某一范围的灰度值，或对不同范围的 灰度值进行不同的拉伸处理时，采用分段线性拉伸。
设原图像f (x, y)灰度范围为[0,Mf]，变换后的图像g (x, y) 灰度范围为[0,Mg],
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分段线性灰度变换
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程序： clear all; X=imread('m83.tif'); subplot(121);imshow(X); subplot(122);imhist(X,100) f0=0;g0=0; f1=90;g1=10; f2=180;g2=300; f3=255;g3=255; figure;plot([f0,f1,f2,f3],[g0,g1,g2,g3]); axis tight xlabel('f');ylabel('g');
结论： 当 [a，b]之间的变换直线斜率大于1时，该灰度区间的动态范围增加，即对 比度增强，反之动态范围压缩，即对比度减弱。
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b和a分别是输入图像亮度分量的最大值和最小值，d和c分 别是输出图像亮度分量的最大值和最小值。经过线性灰度 变化法，图像亮度分量的线性范围从[a,b]变化到[c,d]。
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线性灰度变换
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原图
将灰度区间缩小 为[100,200]得到
图片
再将灰度图片由 [100,200]放大
至[0,255]
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(二)分段线性灰度变换
机器视觉课程作业
图像增强的线性灰度变化
科技1302 王泽宇
05132044（9）
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对比度增强
➢ 直接灰度变换法 线性变换 分段线性变换 非线性变换
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灰度变换法
当图像成像时曝光不足或过度, 或由于 成像设备的非线性和图像记录设备动态 范围太窄等因素。都会产生对比度不足 的弊病，使图像中的细节分辨不清。这 时可将灰度范围线性扩展。
[m,n]=size(X);
X1=double(X);
for i=1:m
for j=1:n
f=X1(i,j);
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g(i,j)=0; if(f>=f1)&(f<=f2) g(i,j)=r1*f+b2; elseif(f>=f2)&(f<=f3) g(i,j)=r3*f+b3; end
end end figure;imshow(mat2gray(g))
灰度变换是基于点操作的增强方法，它 将每一个像素的灰度值按照一定的数学 变换公式转换为一个新的灰度值。
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(一)线性灰度变换
线性拉伸可以将原始输入图像中的灰度值不 加区别地扩展。 设原图像f (x, y)灰度范围为[a, b]，希望变换后图 像g (x, y)灰度范围扩展至[c, d]，则灰度线性 变换可表示为：