实验直方图统计及亮度调整.docx

实验2.直方图统计及亮度调整一、实验目的了解并掌握直方图统计方法以及分段线性拉伸、直方图均衡等亮度调整算法，通过观察对这些运算建立感性认识二、实验内容1 .观察各类图像的直方图；2 .操作LUT灰度对照表，进行分段线性拉伸；3 .采用直方图均衡方法对低对比度的图像进行对比度增强三、基本原理1 .直方图的定义图象的灰度直方图是一个函数，表示数字图象中每一灰度级与该灰度级出现的频数(即具有这一灰度级的象素数目)间的对应关系：P(b)N(b)MM为一幅图象所包含的象素总数；N(b)为图象中灰度值为b的象素总数通常，以灰度值b为横坐标，N(b)为纵坐标直方图是图象中象素灰度值的一阶概率分布密度的一种近似2.对比度增强对比度增强又称为点运算，逐点改变输入图象的每一象素的灰度，而各象素的位置不改变，一般用来拓宽图象的灰度范围1)灰度变换法(LUT对照)典型的对比度拉伸灰度变换关系如图1所示，其对应关系如下：0fafg(fa)gaafb(fb)gbbfL式中，f、g分别表示输入及输出图象，、、为折线段的斜率，a、b决定低、中、高灰度级的范围选择不同的、、、a、b、ga及gb数值，可得到各种各样的灰度拉伸效果。

灰度变换前后的灰度变化范围是不变的，对一部分灰度区域的扩张(感兴趣区)都是以其它区域的压缩为代价的gLgb可见，输出和输入图象之间各点的灰度是按照一定的映射关系相联系的，这种映射关系在计算机中则是通过一个查照表(look-uptable,即LUD实现的通过LUT对照改变了图象中不同灰度特性趋于的对比度或反差(contrast),达到改善视觉效果的目的2)直方图均衡直方图均衡(histogramequalization)就是通过点运算使输入图像的灰度分布较为均匀，使图像具有较好的视觉效果设r,s分别为原图和新图的灰度，r(r),s(s历别为原图及新图的概率密度函数，则均衡变换为原图像的累积分布函数：sT(r)r(r)0r对于离散图像，均衡转换公式为：LskT（rk）Pr（rj）maxMj0knj0kj其中，Lmax指图像中的最大灰度值（对于灰度图像就是255）四、实验步骤（一）Matlab的demo演示1.在命令窗中输入demo,在左边窗口选中imageprocessing在右下窗口选中IntensityAdjustmentandHistogramEqualization进入演示窗口.2.Operation选IntensityAdjustment改变IntensityTransformation窗内曲线的形状，或触动亮度，对比度，灰度按钮，调整图像质量，观察图像参数对直方图分布的影响。

3.Operation选HistogramEqualization观察均衡化处理图像的效果二）ImgPro演示1 .在Matlab界面下输入“ImgPrq”2 .选择图像的基本性质一＞直方图与图像特性工观察各种图像的直方图；3 .选择图像增强—＞对比度修正—＞LUTX寸照之一”，任意改变LUT形状，观察其处理效果；4 .选择图像增强-＞对比度修正-＞直方图修正”，进行直方图均衡操作五、实验报告要求1 .画出以下几种图像调整到最佳质量时的强度变换图和gamma值：2 .电路3 .轮胎4 .花5 .生气6 .土星7 ．归纳不同类型图像，其直方图的特点8 ．归纳调整直方图分布对图像质量的效果。