图像信息处理之非线性线性增强和直方图均衡化

图像信息处理上机实验报告 实验内容
（1）图像线性对比度增强，测试图Fig69.bmp （2）图像非线性调整（对数，指数） （3）图像直方图均衡化 一：图像线性对比度增强：
（1）原理：对图像灰度值的线性映射 原理图：
对比度线性展宽计算公式： g(i.j)=
,
)).((,)),((),
,(b b a a g f j i f g f j i f j i f +-+-γβα
25
),(),(),(0<≤<≤<≤j i f f f j i f f f j i f b b
a a
(i=1,2,3,……,m;j=1,2,3,……,n)
其中，,/a a
f g =α),/()(a b a b f f g g --=β)255/()255(b b f g --=γ,图像大
小为m*n
线性动态调整时),/(255,0fa fb -==βα0=γ
（2）实验方法与线性动态调整程序：
实验时先用imadjust 函数调整确定fa 、fb 大小，再编写程序； 程序：
A=imread('C:\Users\sony\Desktop\学习资料\图像信息处理\13周上机\例图\Fig69.bmp'); [row,col]=size(A); A1=double(A); fa=0.1*max(max(A1)); fb=0.4*max(max(A1)); for i=1:row for j=1:col if A1(i,j)<=fa; B(i,j)=0; else if A1(i,j)<=fb;
B(i,j)=255/(fb-fa)*(A1(i,j)-fa)+0.5*fa;
else
B(i,j)=255;
end
end
end
end
B=uint8(B);
subplot(1,2,1),imshow(A),title('原图');
subplot(1,2,2),imshow(B),title('亮度增强图');
(3)程序调整结果：
(4)存在问题与分析：
图中白色部分太亮，是因为将后面灰度值较大的部分直接转换为255造成，使得其变化太突兀，对比
太明显。

可以采用前一种调整方法，即线性对比度展宽原理，但由于使用时其实效果也不是很明显所以直接用后一种更简洁。

二：图像非线性调整（对数，指数） （1）对数形式原理图：
计算公式：
)),(1lg(*),(j i f c j i g +=
(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n)
c 为增益常数，f(i,j)为原图灰度，g(i,j)为处理后图像灰度，图像大小m*n
指数形式原理图：
计算公式：
1),(]
),([-=-a y x f c b j i g ；a 、b 、c 可调
（2）非线性调整——对数程序
A=imread('C:\Users\sony\Desktop\学习资料\图像信息处理\13周上机\例图\Fig69.bmp'); [row,col]=size(A); A1=double(A); for i=1:row for j=1:col
B(i,j)=48*log(1+A1(i,j)); end end
B=uint8(B);
subplot(1,2,1),imshow(A),title('原图');
subplot(1,2,2),imshow(B),title('亮度增强图'); 程序调试结果：图中C依次为：45、48、50、55
综合来看C=48时效果比较好
结果分析：
非线性对数调整主要灰度值比较大的部分变化不明显，即抑制高亮度、扩展低亮度区域；但也带来问题，
图中整个画面显得比较白
（3）非线性——指数程序
A=imread('C:\Users\sony\Desktop\学习资料\图像信息处理\13周上机\例图\Fig69.bmp'); [row,col]=size(A); A1=double(A); for i=1:row for j=1:col B(i,j)=12)
1),(1*(3--j i A
end end
B=uint8(B);
subplot(1,2,1),imshow(A),title('原图'); subplot(1,2,2),imshow(B),title('亮度增强图');
(3)直方图均衡化
f(i,j)为原图灰度，g(i,j)为处理后图像灰度，(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n)；灰度变化范围[0，255]， ①求出原图f(i,j)灰度直方图，设用256维向量h f 表； ②由h f 求原图灰度分布概率，记为p f ，则有f
f f
N i h p
/)(=，
i=0,1,2，…，255，其中N f =M*N （图像总像素个数）； ③计算图像各个灰度值的累积分布概率，记为p a ，则有∑==i
k f a
k p p
)(，i=1,2,…,255,其中，令
p a （0）=0；
④进行直方图均衡化计算，得到处理后图像像素值
),(j i g 为：)(*255),(k p j i g a =。