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1、基基 于于 直直 方方 图图 的的 灰灰 度度 级级 修修 正正 班班级：级：电子信息科学与技术 0901 班 姓姓名：名： 学学号号: : 设计时间：设计时间：2012 年 5 月 24 日 一一 设计课题：设计课题： 基于直方图的灰度级修正 二二 设计内容及要求：设计内容及要求： 实验原理：实验原理： 1 直方图均衡化处理技术是用累积分布函数作变换函数的直方图修正方法； 2.用累积分布函数作为变换函数可产生一幅灰度级分布具有均匀概率密度 的图像。 均衡步骤：均衡步骤： 1、统计原始图像的直方图，求出)( kr rP； 2、用累积分布函数作变换 k j jrk rPs 0 )(，求变换后的新
2、灰度； 3、用新灰度代替旧灰度，求出)( ks sP，这一步是近似的，力求合理，同时把 灰度相等的或相近的合在一起。 设计要求：设计要求： 1. 利用 fopen 等函数打开*.dat 文件， 采用 for 循环统计图像里各灰度级的个 数，并用换图函数表示出来。 2. 将打开的图像，采用直方图均衡对原始图像进行灰度级转换，并绘出其 灰度直方图。 三三 程序设计及其说明：程序设计及其说明： 本程序采用 matlab GUI 绘图来实现，操作界面、菜单内容如下： 图图 1 操作界面操作界面 图图 2 菜单内容菜单内容 程序特色：程序特色： 1. 原始图像灰度直方图统计算法一原始图像灰度直方图统计算
3、法一 for l=0:255 for i=1:row if fid(i,1)=l h(l+1)=h(l+1)+1; end end end 2.原始图像灰度直方图统计算法二原始图像灰度直方图统计算法二 for i=1:row h(fid(i)+1)=h(fid(i)+1)+1; end 由主要代码部分可以看出：算法二算法复杂度很小，这是利用 fopen 打开文件的 特色来决定的，它读入数组时是 m 行 1 列。 四四实验结果及分析：实验结果及分析： 灰度直方图统计：灰度直方图统计： 原始图像与均衡后图像灰度直方图（以 LENA 女孩图像为例） 图图 3 原始图像直方图原始图像直方图图图 4 图
4、像均衡后直方图图像均衡后直方图 不同亮度图像直方图均衡效果显示不同亮度图像直方图均衡效果显示 1. LENA 图像图像 （1）正常 图图 5 LENA 正常正常 原始及均衡后图像显示原始及均衡后图像显示 （2）高亮度 图图 6 LENA 高光高光 原始及均衡后图像显示原始及均衡后图像显示 （3）偏暗 图图 7 LENA 偏暗偏暗 原始及均衡后图像显示原始及均衡后图像显示 2. couple 图像图像 （1）正常 图图 8 couple 正常正常 原始及均衡后图像显示原始及均衡后图像显示 （2）高亮度 图图 9 couple 高亮高亮 原始及均衡后图像显示原始及均衡后图像显示 （3）偏暗 图图
5、10 couple 偏暗偏暗 原始及均衡后图像显示原始及均衡后图像显示 3. NBA 图像图像 （1）正常 图图 11 NBA 正常正常 原始及均衡后图像显示原始及均衡后图像显示 （2）高亮度 图图 12 NBA 高亮高亮 原始及均衡后图像显示原始及均衡后图像显示 （3）偏暗 图图 13 NBA 偏暗偏暗 原始及均衡后图像显示原始及均衡后图像显示 不同亮度的原始图像与均衡后图像灰度直方图不同亮度的原始图像与均衡后图像灰度直方图 1. LENA 图像图像 （1）正常 图图 14 原始图像直方图原始图像直方图图图 15 图像均衡后直方图图像均衡后直方图 （2）高亮度 图图 16 原始图像直方图原始
6、图像直方图图图 17 图像均衡后直方图图像均衡后直方图 （3）偏暗 图图 18 原始图像直方图原始图像直方图图图 19 图像均衡后直方图图像均衡后直方图 2. couple 图像图像 （1）正常 图图 20 原始图像直方图原始图像直方图图图 21 图像均衡后直方图图像均衡后直方图 （2）高亮度 图图 22 原始图像直方图原始图像直方图图图 23 图像均衡后直方图图像均衡后直方图 （3）偏暗 图图 24 原始图像直方图原始图像直方图图图 25 图像均衡后直方图图像均衡后直方图 3. NBA 图像图像 （1）正常 图图 26 原始图像直方图原始图像直方图图图 27 图像均衡后直方图图像均衡后直方图
7、 （2）高亮度 图图 28 原始图像直方图原始图像直方图图图 29 图像均衡后直方图图像均衡后直方图 （3）偏暗 图图 30 原始图像直方图原始图像直方图图图 31 图像均衡后直方图图像均衡后直方图 结果分析：结果分析： 通过几个图像显示结果可以看出：直方图均衡结果使图像亮度有所提高，所 以它对比较暗的图像显示的更加清晰，而太亮的图像或曝光过度的图像，经过直 方图均衡，效果不是很好，但是轮廓勾画的会明显些。 通过各直方图统计结果可见，利用累积分布函数作为灰度变换函数，经变换 后得到的新灰度的直方图虽然不很平坦，但毕竟比原始图像的直方图平坦得多， 而且其动态范围也大大地扩展了。 因此这种方法对于对比度较弱的图像进行处理 是很有效的。对于有一个灰度值所占比例很大的情况下，均很效果反而不好。 五五总结总结 此程序，只是对 DAT 文件进行处理，使用范围比较窄，因为程序是用 fopen 打开的，它打开其它格式文件，会有文件的头信息。要想改进可以用 imread 打 开图像文件，这样可以打开*.bmp，*.jpg，*.jpeg,*.png 等格式文件。本程序图像 显示，必须是以 N*N 个数据的 DAT 为前提。 但是对 DAT 文件处理可以利用 fopen 打开文件的特点， 简便程序算法， 处理 起来比较方便，效率高得多。
