基于MatLab直方图规定化图像增强

图形图像现代计算机２０14.06下基于MatLab直方图规定化图像增强潘庆（信宜市职业技术学校，茂名525300）摘要：直方图规定化处理是图像增强预处理中应用得很广的技术，它能局部有效地改善图像的清晰度。主要讨论直方图规定化处理图像增强的方法，分析在MatLab下利用直方图规定化图像增强的流程、算法分析以及编程实现。关键词：规定化；直方图；图像增强；MatLab文章编号：1007-1423（2014）18-0008-03DOI：10.3969/j.issn.1007-1423.2014.18.0020引言图像在采集的过程中通常都会受到各种噪声的干扰或者是受到一些信号的攻击，从而使图像的质量受到很大的影响。这种有噪声的图像往往会影响图像分析的结果，所以在图像分析之前我们要改善图像质量。改善图像质量有多种方法和技术，图像增强技术是其中的一种。图像增强是一种在不降低图像质量的同时把图像中需要的特征有选择地突出并削弱不需要的特征，以满足图像复制或再现的要求。在图像增强技术中，大部分的技术都是对整幅图像进行增强，但是在实际应用中，有时只需要增强图像的某一区域而不是全部。本文采用了直方图规定化图像增强技术能有效地增强某个区域的图像，使图像整体的显示效果更自然更合理。直方图规定化的基本思想就是通过人为地修正直方图某区域的形状，从而达到增强某一区域的亮度，可以按照预先设定的某个形状来调整图像的直方图。1直方图规定化图像增强理论基础直方图规定化是在直方图均衡化原理的基础上发展起来的，通过建立原始图像和最终所需图像之间的关系，有选择地控制直方图的某一些区域，使原始图像的直方图变成符合某一规定的形状，以便对图像中的某些灰度级加以增强，通过改变直方图来实现交互作用的特性。从直方图规定化的思想可以得到其图像增强的步骤如下：（1）用直方图均衡化方法通过式（1）将原始图像进行均衡化处理：Si=T（ri）=k-1i=0移pr（rr）=k-1i=0移prnin（1）在式（1）中，K为灰度级数。（2）假设灰度概率密度函数为pz（zi），从而得到变换函数Vi：Vi=G（Zi）=k-1i=0移pz（zi）（2）（3）通过步骤（1）的逆变换得到式（3）：zi=G-1（Si）=G-1［T（ri）］（3）2直方图规定化流程图和算法描述根据直方图规定化的图像增强思想，通过对原始图像进行直方图规定化处理，可以得到图1所示的流程图。根据图1图像的直方图规定化处理流程图，得到在MatLab平台下的算法描述：（1）利用imread函数导入图片tire.tif;（2）利用imhist函数显示64灰度级的tire.tif的直髽图形图像现代计算机２０14.06下方图；（3）利用histeq函数对原始图像进行均衡化处理；（4）显示均衡化处理后的图像和64灰度级的直方图；（5）通过给hgram赋值，规定化函数，对图像进行规定化处理；（6）显示规定化处理的图像和直方图；（7）对比原图、均衡化处理后的图和规定化处理后的直方图比较。图1流程图3MatLab下的实现MatLab软件能将向量和矩阵用图形表现出来，其中包括二维和三维的可视化、图象处理、动画和表达式作图等，可用于科学计算和工程绘图。MatLab还有相应的功能函数，使整个图形处理功能更加强大和完善。根据算法的描述，在MatLab平台下仿真整个算法过程。I=imread('tire.tif');%导入图像subplot(3,2,1);imshow(I);%显示原始图像title('原始图像');subplot(3,2,2);imhist(I,64);%显示原始图像在64灰度级别的直方图title('原始图像直方图');A=histeq(I);%对图像进行均衡化处理subplot(3,2,3);imshow(A);title('均衡化处理后图像');subplot(3,2,4);imhist(A,64);title('均衡化处理后直方图');hgram=50:2:250;%%50是初值，2是步长，生成向量是：505254...250；到250结束%规定化函数J=histeq(I,hgram);subplot(3,2,5);imshow(J);title('直方图规定化后图像');subplot(3,2,6);imhist(J,64);title('直方图规定化后直方图');本节程序主代码，主要实现了原始图像和64灰度级的直方图显示，经过直方图均衡化处理的图像和直方图显示，直方图规定化处理后的图像和直方图显示，并对这几个图进行比较。图2原始图像、均衡化处理图像和规定化处理图像以及各自的直方图从图2，通过对比得到原始图像的直方图的灰度值
  髾图形图像现代计算机２０14.06下HistogramNormalizationImageEnhancementBasedonMatLabPANQing（XinyiVocationalTechnologySchool，Maoming525300）Abstract:Histogramnormalizationprocessingtechnologyhasbeenusedalotinimageenhancementpreprocessing，itcaneffectivelyimprovethelo鄄calimageclarity.Discussesthehistogramnormalizationimageenhancementprocessingmethod,analyzestheimageenhancementpro鄄cessingbasedonhistograminMatLab,algorithmanalysisandprogramming.Keywords:Normalization;Histogram;ImageEnhancement;MatLab主要集中在中低度级上，在高灰度级上很少，图像对比度高。经过直方图均衡化处理后的直方图，灰度级能均衡地分布在低、中、高各个灰度级上，图像对比度有了较大的提高。经过直方图规定化处理的直方图，处理的范围是从灰度的50开始，并按2的步长递增，一直到250结束，在这个范围里很明显地发现灰度级更均匀，对比度更强烈，清晰度更好。4结语直方图均衡化图像处理和直方图规定化图像处理都是图像增强技术的两种基本方法。从某种意义上来说，直方图规定化是直方图均衡化的改进。本文详细地分析了直方图规定化的理论基础、图像增强的流程和算法分析，并在MatLab平台上进行实验。通过对比原始图像、直方图均衡化图像和直方图规定化图像以及各自的灰度直方图，可以得到直方图均衡化图像增强总是得到全局均匀化的直方图，而直方图规定化能从局部改变直方图的形状，实现图像局部区域的增强。直方图规定化灵活性更好，交互特性更好。参考文献：[1]吴传富,朱同波.基于MatLab的几种图像增强算法[J].机电技术,2012,05:37~39[2]陈霞,卫静婷.基于MatLab的图像增强处理与应用[J].科技广场,2013,03:73~76[3]王平均.基于MatLab图像增强算法的应用[J].辽宁高职学报,2013,07:78-80+93[4]汪志云,黄梦为,胡钋,饶强.基于直方图的图像增强及其MatLab实现[J].计算机工程与科学,2006,02:54~56[5]冯安,王希常.MatLab在数字图像增强中的应用[J].信息技术,2007,05:65-68+73[6]杨新华,王艳,段永军,王关平.基于MatLab的图像增强处理系统的设计与实现[J].火力与指挥控制,2008,06:143~145+153[7]徐辉.基于MatLab的图像增强技术的分析与研究[J].湖北第二师范学院学报,2008,08:77~79+100[8]王斌.MatLab实现数字图像增强处理[J].佳木斯大学学报(自然科学版),2005,01:31~34[9]钱海军,雷剑刚,钱峰.基于MatLab图像增强中直方图均衡化的应用[J].电脑开发与应用,2011,11:52~53[10]张波.基于MatLab的图像增强技术的应用与分析[J].才智,2009,26:51作者简介：潘庆（1976-），男，广东茂名人，本科，研究方向为计算机教育、图像处理技术等收稿日期：2014-05-29修稿日期：2014-06-10趤趭基于MatLab直方图规定化图像增强作者：潘庆，PANQing作者单位：信宜市职业技术学校,茂名,525300刊名：现代计算机（专业版）英文刊名：ModernComputer年，卷(期)：2014(12)本文链接：