《数字图像处理直方图均衡化ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字图像处理直方图均衡化ppt课件（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、用直方图均衡化进行图像增强2011-3-22目目 录录1. . 灰度级直方图的概念灰度级直方图的概念2. . 直方图的计算直方图的计算3. . 直方图的性质直方图的性质4. . 直方图均衡化直方图均衡化一一. . 灰度级直方图的概念灰度级直方图的概念长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院灰度级直方图灰度级直方图1 直方图的概念直方图的概念2p灰度级的直方图是反应一幅图像中的灰度级与出现这种灰度的概率之间的图形。p设图像的灰度范围为a,b，r为此灰度范围内的任一灰度级，p(r)为这幅图像中灰度级为r的像素出现的频率，可以看出p(r)是r的函数。该函数的图形称为这幅图像的直方图。一一. .灰度级
2、直方图的概念灰度级直方图的概念长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院灰度级灰度级123456灰度级的像素数灰度级的像素数7437213图像的直方图图像的直方图一一. . 灰度级直方图的概念灰度级直方图的概念长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院灰度图像的直方图灰度图像的直方图灰度图像的直方图灰度图像的直方图二二. . 直方图的计算直方图的计算长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院设设r表示表示图图像中像素的灰度像中像素的灰度级级，可以用概率密度函数，可以用概率密度函数Pr(rk)表示表示原始原始图图像的灰度分布。像的灰度分布。则则式中，式中，N为一幅图像中像素的总数；为一幅图像中像素的总
3、数；nk为第为第k级灰度的像素；级灰度的像素；rk为第为第k个灰度级；个灰度级；Pr(rk)表示该灰度级出现的概率。因为表示该灰度级出现的概率。因为Pr(rk)给出了对给出了对rk出现概率的一个估计，所以直方图提供了原图的灰出现概率的一个估计，所以直方图提供了原图的灰度值分布情况，也可以说给出了一幅图像所有灰度值的整体描度值分布情况，也可以说给出了一幅图像所有灰度值的整体描述。述。 三三. . 直方图的性质直方图的性质长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院（1 1） 它只反映该图像中不同灰度值出现的次数，而未反它只反映该图像中不同灰度值出现的次数，而未反映某一灰度值像素所在的位置。也就是说，
4、它只包含了映某一灰度值像素所在的位置。也就是说，它只包含了该图像中某一灰度值的像素出现的概率，而丢失了其所该图像中某一灰度值的像素出现的概率，而丢失了其所在位置的信息。在位置的信息。（2 2） 任一幅图像，都能唯一地确定出一幅与它对应的直任一幅图像，都能唯一地确定出一幅与它对应的直方图，但不同的图像，可能有相同的直方图。方图，但不同的图像，可能有相同的直方图。三三. . 直方图的性质直方图的性质长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院不同图象对应相同的直方图不同图象对应相同的直方图不同图象对应相同的直方图不同图象对应相同的直方图四四. . 直方图均衡化直方图均衡化长江大学电子信息学院长江大学电
5、子信息学院1.原因原因原因原因 大大多多数数自自然然图图像像，其其灰灰度度分分布布集集中中在在较较窄窄的的区区间间，引引起起图图像像细细节节不不够够清清晰晰，采采用用直直方方图图修修正正后后可可使使图图像像的的灰灰度度间间距距拉拉开开或或使使灰灰度度分分布布均均匀匀，从从而而增增大大反反差差，使使图图像像细细节节清清晰晰，达达到到增增强强的的目目的的。例例如如一一幅幅过过曝曝光光的的图图片片，其其灰灰度度级级都都集集中中在在高高亮亮度度范范围围内内，而而曝曝光光不不足足的的图图片片，其其灰灰度度级级集集中中在在低低亮亮度度范范围围内内，具具有有这这样样直直方方图图的图片其可视效果比较差。的图片
6、其可视效果比较差。 四四. . 直方图均衡化直方图均衡化长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院2.2.直方图均衡化步骤直方图均衡化步骤直方图均衡化步骤直方图均衡化步骤(1) 对给对给定的待定的待处处理理图图像像统计统计其直方其直方图图，求出，求出(2) 根据根据统计统计出的直方出的直方图图采用累采用累积积分布函数作分布函数作变换变换, (3) 用新灰度代替旧灰度，求出用新灰度代替旧灰度，求出Ps(s)，这这一步是近似一步是近似过过程，程，应应根据根据处处理目的尽量做到合理，同理目的尽量做到合理，同时时把灰度把灰度值值相等或近似地合并相等或近似地合并到一起。到一起。求求变换变换后的新灰度；后的
7、新灰度；四四. . 直方图均衡化直方图均衡化长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院例子例子 假定有一幅像素数为6464，灰度级为8级的图像，将其进行均衡化处理，其灰度级分布表如右图所示：表表 64646464大小的图像灰度级分布大小的图像灰度级分布四四. . 直方图均衡化直方图均衡化长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院图图(a) (a) 原图灰度级直方图；图原图灰度级直方图；图(b) (b) 累积变换后的直方图；累积变换后的直方图；图图(c) (c) 均衡化后的直方图；均衡化后的直方图；直方图均衡化示意图直方图均衡化示意图直方图均衡化示意图直方图均衡化示意图四四. . 直方图均衡化直方图
8、均衡化长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院3.直方图均衡化直方图均衡化直方图均衡化直方图均衡化MATLABMATLABMATLABMATLAB的实现的实现的实现的实现 （1）imhist函数函数功能功能：计算和显示图像的色彩直方图。：计算和显示图像的色彩直方图。 格式格式：imhist(I, n) imhist(X, map) counts, x=imhist() 说明说明：imhist(I, n)计算和显示灰度图像计算和显示灰度图像I的直方图，的直方图，n为指定为指定的灰度级数目，缺省值为的灰度级数目，缺省值为256； imhist(X, map)计算和显示索引色图像计算和显示索引色图像
9、X的直方图，的直方图，map为调为调色板；色板； counts, x=imhist(.) 返回直方图数据向量返回直方图数据向量counts和相应的和相应的色彩值向量色彩值向量x，用，用stem(x, counts) 同样可以显示直方图。同样可以显示直方图。四四. . 直方图均衡化直方图均衡化长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院 显示灰度图像显示灰度图像baby.jpg的直方图的直方图 程序：程序：I=imread(C:baby.jpg);subplot(1,2,1),imshow(I);subplot(1,2,2),imhist(I);3.直方图均衡化直方图均衡化直方图均衡化直方图均衡化M
10、ATLABMATLABMATLABMATLAB的实现的实现的实现的实现四四. . 直方图均衡化直方图均衡化长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院灰度图像的色彩直方图灰度图像的色彩直方图四四. . 直方图均衡化直方图均衡化长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院显示索引色图像的直方图显示索引色图像的直方图程序：程序： clf;load trees; subplot(1,2,1),imshow(I); subplot(122);imhist(X,map);3.直方图均衡化直方图均衡化直方图均衡化直方图均衡化MATLABMATLABMATLABMATLAB的实现的实现的实现的实现四四. . 直方图
11、均衡化直方图均衡化长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院索引色图像的直方图索引色图像的直方图四四. . 直方图均衡化直方图均衡化长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院程序：程序： I=imread(trees.tif); c,x=imhist(I); subplot(121);imshow(I); subplot(1,2,2),stem(x,c);3.直方图均衡化直方图均衡化直方图均衡化直方图均衡化MATLABMATLABMATLABMATLAB的实现的实现的实现的实现用用stem函数显示图像直方图函数显示图像直方图四四. . 直方图均衡化直方图均衡化长江大学电子信息学院长江大学电子信息学
12、院图像的直方图图像的直方图四四. . 直方图均衡化直方图均衡化长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院（2）imadjust函数函数功能：通过直方图变换调整对比度。 格式：J=imadjust(I, low high,bottom top, gamma) newmap=imadjust(map, low high, bottom top, gamma) 说明：J=imadjust(I, low high, bottom top, gamma)返回图像I经直方图调整后的图像J，gamma为校正量 ，low high为原图像中要变换的灰度范围，bottom top指定了变换后的灰度范围；newma
13、p=imadjust(map, low highbottom top, gamma)调整索引色图像的调色板map。此时若low high和bottom top都为23的矩阵，则分别调整R、G、B 3个分量。 3.直方图均衡化直方图均衡化直方图均衡化直方图均衡化MATLABMATLABMATLABMATLAB的实现的实现的实现的实现四四. . 直方图均衡化直方图均衡化长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院 程序：程序： clear all I=imread(C:lena.bmp); J=imadjust(I,0.3 0.7, ); subplot(221), imshow(I)； subplo
14、t(222), imshow(J)； subplot(223), imhist(I)； subplot(224), imhist(J)；调整图像的对比度，调整前后的图像见图调整图像的对比度，调整前后的图像见图3.直方图均衡化直方图均衡化直方图均衡化直方图均衡化MATLABMATLABMATLABMATLAB的实现的实现的实现的实现四四. . 直方图均衡化直方图均衡化长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院四四. . 直方图均衡化直方图均衡化长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院3.直方图均衡化直方图均衡化直方图均衡化直方图均衡化MATLABMATLABMATLABMATLAB的实现的实现的实
15、现的实现 （3）histeq函数函数功能功能：直方图均衡化直方图均衡化 格式格式：J=histeq(I, n)，指定均衡化后灰度级数指定均衡化后灰度级数n n，缺省，缺省 为为6464；四四. . 直方图均衡化直方图均衡化长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院 程序：程序： I = imread(cameraman.tif); J = histeq(I); subplot(2,2,1),imshow(I); subplot(2,2,2),imshow(J); subplot(2,2,3),imhist(I,64); subplot(2,2,4), imhist(J,64);对图像对图像cameraman.tifcameraman.tif做直方图均衡化，结果见图做直方图均衡化，结果见图四四. . 直方图均衡化直方图均衡化长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院谢谢！谢谢！长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院
