精品文档---下载后可任意编辑专 业 班 级学 号姓 名实 验 名 称实验一 数字图像基本操作及灰度调整一．实验目的1.掌握读、写图像的基本方法；2.掌握 MATLAB 语言中图像数据与信息的读取方法；图像灰度变换处理在图像增强的作用；4．掌握绘制灰度直方图的方法，理解灰度直方图的灰度变换及均衡化的方法。二．实验基本原理1.灰度变换灰度变换是图像增强的一种重要手段，它常用于改变图象的灰度范围及分布，是图象数字化及图象显示的重要工具。1) 图像反转灰度级范围为[0, L-1]的图像反转可由下式获得s=L−1−r2) 对数运算：有时原图的动态范围太大，超出某些显示设备的允许动态范围，如直接使用原图，则一部分细节可能丢失。解决的方法是对原图进行灰度压缩，如对数变换：s = clog(1 + r)，c 为常数，r≥ 03) 幂次变换：s=crγ ,c≥0, γ≥04) 对比拉伸：在实际应用中,为了突出图像中感兴趣的讨论对象，常常要求局部扩展拉伸某一范围的灰度值，或对不同范围的灰度值进行不同的拉伸处理，即分段线性拉伸：其对应的数学表达式为：2.直方图均衡化灰度直方图的横坐标是灰度级，纵坐标是该灰度级出现的频度，它是图像最基本的统计特征。依据定义，在离散形式下，用 rk代表离散灰度级，用 pr(rk)代表 pr(r)，并且有下式成立：Pr(rk)=nkn 0≤rk≤1k=0,1,2,⋯,l−1式中：nk为图像中出现 rk级灰度的像素数，n 是图像像素总数，而 nk/n 即为频数。直方图均衡化处理是以累积分布函数变换法为基础的直方图修正法。假定变换函数为s=T(r )=∫0r pr(ω)dω(a) Lena 图像 (b) Lena 图像的直方图图 1-1 Lena 图像及直方图当灰度级是离散值时，可用频数近似代替概率值，即pr(rk)=nkn 0≤r k≤1k=0,1,⋯,l−1式中：l 是灰度级的总数目，pr(rk)是取第 k 级灰度值的概率，nk是图像中出现第 k 级灰度的次数，n 是图像中像素总数。所以积分可以表示为下列累计分布函数(cumulative distribution function, CDF)sk=T (rk)=∑j=0k n jn =∑j=0kpr(r j)0≤r j≤1k=0,1,⋯,l−1三．实验结果与分析1.熟悉 MATLAB 语言中对图像数据读取，显示等基本函数。a.将 MATLAB 目录下 work 文件夹中的 forest.tif 图像文件读出.对应源代码如下：[I ,map] = imread('forest.tif'),Imshow(I,map)结果如下图所示：精品文档---下载后可任意编辑图 3-1尝试修改 map 颜色矩阵的值，再将图像显示出来，相关代码如下：[I ...
