14组实验二.docx
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14组实验二
实验二图像增强
（一）
实验目的：
1.熟悉亮度变换函数imadjust的原理和使用；
2.会分析图像的直方图，理解直方图均衡化的基本原理，熟练掌握直方图显示函数imhist、均衡化函数histeq；
3.练习自己写函数。
实验内容：
1、做出四幅心脏图像（heart1-heart4）的直方图，指出哪幅图的效果最好，结合直方图分析质量不好的图像出现的问题和可能原因。
试用我们学过的方法将三幅质量不好的图片变好。
答：
>>A=imread（'heart1.bmp'）;
>>B=imread（'heart2.bmp'）;
>>C=imread（'heart3.bmp'）;
>>D=imread（'heart4.bmp'）;
>>imshow（A）,figure,imhist（A）
>>imshow（B）,figure,imhist（B）
>>imshow（C）,figure,imhist（C）
>>imshow（D）,figure,imhist（D）
大多数像素灰度值取在较暗区域，图像会较暗.一般在摄影过程中曝光过弱就会造成这种结果。
大多数像素灰度值集中在亮区,图像将偏亮.一般在摄影中曝光太强将导致这种结果。
图像的像素窄而集中（动态范围小），对比度低。
图像动态范围适中，这一副效果最好。
改良：
>>f1=imadjust（A,[0,0.2],[0,1]）;
>>imshow（f1）,figure,imhist（f1）
>>f2=imadjust（B,[0.6,1],[0,1]）;
>>imshow（f2）,figure,imhist（f2）
>>f3=imadjust（C,[0.3,0.6],[0,1]）;
>>imshow（f3）,figure,imhist（f3）
2、分别做出图片heart1和moon的直方图，并对其进行均衡化。
将得到的结果图片和原图片比较，效果如何？
为什么对不同的图片进行均衡化会有如此差别？
答：
>>A=imread（'heart1.bmp'）;
>>imshow（A）,figure,imhist（A）
均衡化：
>>g1=histeq（A）;
>>imshow（g1）,figure,imhist（g1）
>>E=imread（'moon.tif'）;
>>imshow（E）,figure,imhist（E）
均衡化：
>>g2=histeq（E）;
>>imshow（g2）,figure,imhist（g2）
结果图片和原图片相比，效果不好，出现褪色现象，图像的局部对比度增加了，尤其是当图像的有用数据的对比度相当接近的时候，
因为这两张图片的某个区间的灰度级频率太高了，所以均衡化起来就效果不理想。
如果直方图偏向一边，即直方条多数在一个灰度区段而且是最小灰度级的，那么直方图均衡后的效果就没那么好。
3、编写一个m函数文件，完成以下功能：
输入参数：
图像名
处理：
（1）计算图像灰度的最大、最小值和平均值。
（2）将图像做反色变换，并画出变换函数的映射图；
输出：
将每次处理的结果显示出来
用breast.tif图片进行测试，看一下你编写的函数是否可以达到课本48页图（b）的效果。
答：
test.m
function[max,min,ave,g]=test（f）
max=f（1,1）;
min=f（1,1）;
[m,n]=size（f）;
ave=sum（sum（f））/（m*n）;
fori=1:
m
forj=1:
n
iff（i,j）>=max
max=f（i,j）;
end
iff（i,j）<=min
min=f（i,j）;
end
end
end
>>f=imread（'breast.tif'）;
>>[max,min,ave,g]=test（f）;
>>imshow（g）
4、对于三段的分段线性变换，是否能用imadjust函数实现？
考虑三段灰度变换如何编写m文件im3adjust实现，输入为图片、a，b和c，d的值（见PPT），输出为经过变换后的图片。
用pout.tif图片进行测试。
答：
对于三段的分段线性变换，不能用imadjust函数实现。
im3adjust.m
function[g]=im3adjust（f,a,b,c,d）
[m,n]=size（f）;
g=zeros（m,n）;
fori=1:
m
forj=1:
n
iff（i,j）>0&f（i,j）<=a
g（i,j）=（c/a）*f（i,j）;
else
iff（i,j）>a&f（i,j）<=b
g（i,j）=（（d-c）/（b-a））*（f（i,j）-a）+c;
else
iff（i,j）<=255
g（i,j）=（（255-d）/（255-b））*（f（i,j）-b）+d;
end
end
end
end
end
g=mat2gray（g）;
>>f=imread（'pout.tif'）;
>>imshow（f）
>>imhist（f）;
>>[g]=im3adjust（f,70,160,0,255）;
>>imshow（g）
>>imhist（g）;
>>plot（f,g）;%图像到图像的映射
%值到值的映射
>>k1=0:
5:
a;
>>y1=（c/a）*k1;
>>k2=a:
5:
b;
>>y2=（（d-c）/（b-a））*（k2-a）+c;
>>k3=b:
5:
255;
>>y3=（（255-d）/（255-b））*（k3-b）+d;
>>plot（k1,y1,k2,y2,k3,y3）
5、提高题：
将图片lung.bmp进行旋转90度，缩小为原图一半的变换。
答：
>>f=imread（'lung.bmp'）;
>>g=imrotate（f,90）;逆时针旋转90度
>>h=imrotate（f,-90）;顺时针旋转90度
>>z=imresize（f,0.5）;
>>imshow（f）,figure,imshow（g）,figure,imshow（h）,figure,imshow（z）
逆时针旋转90度
顺时针旋转90度
缩小一半
实验总结：
通过这次实验我们组员熟悉了亮度变换函数imadjust的原理和使用也会分析了图像的直方图，理解直方图均衡化的基本原理，熟练掌握直方图显示函数imhist、均衡化函数histeq等函数。
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