实验一_灰度图像直方图统计

实验一 灰度图像直方图统计
一. 实验目的
掌握灰度图像直方图的概念和计算方法，了解直方图的作用和用途。

能初步掌握图像文件格式的读写与图像数据处理，提高学生兴趣，巩固所学知识。

二. 实验内容和要求
（1） 用Photoshop 显示图像的灰度直方图，从直方图上了解图像平均明暗度和对比度等
信息；
（2） 读取和显示一幅灰度图象；
（3） 编写直方图统计的程序。

三．实验原理
1.了解灰度直方图定义
灰度直方图反映的是一幅图像中各灰度级像素出现的频率。

以灰度级为横坐标，纵坐标为灰度级的频率，绘制频率同灰度级的关系图就是灰度直方图。

它是图像的一个重要特征，反映了图像灰度分布的情况。

2.了解直方图的绘制原理
频率的计算公式为： 1） 统计图像中像素的总个数n ；
2） 找出图像中灰度级的分布范围，0~i ；
3） 统计出图像中每个灰度对应的像素的个数ni;
4） 用公式计算出每个灰度级像素出现的频率 5）以灰度级为横坐标，纵坐标为灰度级的频率，绘制出直方图；
3.图像二值化的原理
将256个亮度等级的灰度图像通过适当的阈值选取，获得仍然可以反映图像整体和局部特征的二值化图像。

在数字图像处理中，二值图像占有非常重要的地位，首先，图像的二值化有利于图像的进一步处理，使图像变得简单，而且数据量减小，能凸显出感兴趣的目标的轮廓。

使用直方图方法来寻找二值化阈值，该方法选择二值化阈值主要是发现图像的两个最高的峰，阈值取值在两个峰之间的峰谷最低处。

所有灰度大于或等于阈值的像素被判定为属于特定物体，其灰度值为255表示，小于阈值的像素点被排除在物体区域以外，灰度值为0，表示背景或者例外的物体区域。

四.实验步骤
1. 用Photoshop 显示直方图：
n
n v i
i =n
n v i
i =
Photoshop软件是Adobe发行的功能强大的图像处理软件，简称“PS”，Photoshop主要处理以像素所构成的数字图像。

其处理过程直观，速度快，在平常编写专业图像处理算法前，一般会用photoshop先分析下图像的特征等等。

(1).点击文件-->打开,打开一幅图像;
(2) 对图像做增强处理，选取“图像”>“调整”>“色阶”，对图像进行直接调整。

如果将黑场滑块移到右边的色阶5 处，则Photoshop 会将位于或低于色阶5 的所有像素都映射到色阶0。

同样，如果将白场滑块移到左边的色阶243 处，则Photoshop 会将位于或高于色阶243 的所有像素都映射到色阶255。

这种映射将影响每个通道中最暗和最亮的像素。

其他通道中的相应像素按比例调整。

并观察直方图变化。

(3)选取“图像”>“调整”>阈值”，通过调节阈值，进行阈值分割生成二值化图，观察二值化效果。

（下图为英文版的软件的操作截图，可以参照着操作中文版）
2.读取和显示一幅灰度图象；
Imread函数读入图像，imshow函数显示图像
3.编写直方图统计的程序
五.思考题
1灰度直方图可以反映出一幅图像的哪些特性？
2灰度直方图有何用途？
六．成果提交
实验报告中要截出实验的原始图像和结果图像。

写出程序核心、实验结果和结果分析。

若未完成程序则要分析程序未调试出来的原因。