武汉理工大学《专业综合》课程设计说明书 1 1 前言 灰度直方图是图像的一种统计表达，它反映了该图中不同灰度级出现的统计概率。由于图像的视觉效果与直方图有对应关系，即直方图的形状和改变对视觉的感知影响很大，因此采用直方图变换的方式可以增强图像。 图像增强是指对图像的某些特征，如边缘、轮廓或对比度等进行强调或尖锐化。当一幅图像曝光不足或过度，造成对比度过小或过大而不能显示具体细节，通过增加这些细节的动态范围改善图像的视觉效果。图像增强可以突出图像中所感兴趣的特征信息，改善图像的主观视觉质量，提高图像的可懂度。 增强的首要目标是处理图像，使其比原始图像更适合于特定应用。图像增强的方法分为两大类：空间域方法和频域方法。“空间域”一词是指图像平面本身，这类方法是以对图像的像素直接处理为基础的。“频域”处理技术是以修改图像的傅氏变换为基础的。 一般说来，原始遥感数据的灰度值范围都比较窄，这个范围通常比显示器的显示范围小的多。增强处理可将其灰度范围拉伸到0-255 的灰度级之间来显示，从而使图像对比度提高，质量改善。增强主要以图像的灰度直方图最为分析处理的基础。直方图均衡化能够增强整个图像的对比度，提高图像的辨析程度，算法简单，增强效果好。 武汉理工大学《专业综合》课程设计说明书 2 2 直方图基础 灰度直方图是灰度级的函数，描述的是图像中具有该灰度级的像元的个数。确定图像像元的灰度值范围，以适当的灰度间隔为单位将其划分为若干等级，以横轴表示灰度级，以纵轴表示每一灰度级具有的像元数或该像元数占总像元数的比例值，做出的条形统计图即为灰度直方图。 设r 和S 分别表示归一化了的原图像灰度和经直方图修正后的图像灰度。即 0≤r，S≤1 对[0，1]区间内的任一个r 值都可产生一个S 值，且 S=T（r） T（r）为变换函数。T（r）满足下列条件： a. 在 0≤r≤1 区间内是单值单调增加函数； b. 对于 0≤r≤1，有0≤T（r）≤1。 条件a 保证灰度级从黑到白的次序，而条件b 确保映射后的像素灰度在允许的范围内。 从 S 到 r 的反变换关系为 r=1-T (S) 1-T (S)对r 同样满足上述条件。 由概率论知，若Pr（r）和变换函数S=T（r）已知，1-T (S)是单值单调增加函数，则变换后的概率密度函数Ps（S）如下式所示： Ps（S）=[ Pr（r）dr/dS]r= 1-T (S) 直方图修正从本质上说就是从T（r）入手，调整图像的概率密度函数从而改变图像的特征...
