数字图像处理-图像增强

实验一图像增强实验一、实验目标：掌握图像增强的算法。

二、实验目的：1. 了解灰度变换增强和空域滤波增强的Matlab实现方法2. 掌握直方图灰度变换方法3. 掌握噪声模拟和图像滤波函数的使用方法三、实验内容：（1）图像的点操作、邻域操作算法。

（2）图像的直方图处理算法。

四、实验设备：1．PIII以上微机； 2．MATLAB6.5；五、实验步骤：（1）读入图像：用matlab函数实现图像读入（可读入Matlab中的标准测试图像）(原始图像)（2）实现图像点操作运算（如gamma校正，对数校正等）（3）实现图像的邻域处理（实现均值滤波，拉普拉斯滤波）（4）实现直方图均衡处理matlab 源程序clear all;clc;f=imread('girl_noise.jpg');figure,imshow(f),title('原始图像');[m,n]=size(f);f0= im2double(f); % 整型转换为double 类f1=f0;std_i=zeros(1,m-2);%灰线处理for i=2:m-1%灰线处理std_i(i-1)=std(f0(i,:));if(std_i(i-1)<0.1)for j=1:mf0(i,j)=(f0(i-1,j)+f0(i+1,j))/2;endendendfigure,imshow(f0),title('滤除灰线后的图像');fz=f0-f1;[r,c]=find(fz~=0);%寻找灰线噪声的位置f2=f0;change=0;count=0;for i=3:m-2%白线处理for j=1:mif(abs(f0(i,j)-f0(i-1,j))>0.2&&abs(f0(i,j)-f0(i+1,j))>0.2) count=count+1;endif(count>n*0.8)count=0;change=1;break;endendif(change==1)for k=1:mf0(i,k)=(f0(i-1,k)+f0(i+1,k))/2;endchange=0;count=0;endendfigure,imshow(f0),title('滤除白线后的图像');fz1=f2-f0;[r1,c1]=find(fz1~=0); %寻找白线噪声的位置fn = medfilt2(f0); %反射对称填充figure, imshow(fn),title('中值滤波后的图像');f0 = im2double(fn); % 整型转换为double 类g =2*f0- imfilter(f0,w4, 'replicate'); % 增强后的图像figure, imshow(g),title('高提升滤波图像(A=2)');图像处理结果六、结果分析从上面结果可以看出，带状噪声处理部分，已经基本将带状噪声去除。

数字图像处理中的图像增强技术数字图像处理技术是一门综合性的学科，涵盖了图像获取、存储、传输、分析、识别和处理等多个方面。

其中，图像增强技术是非常重要的一环，它可以提高图像的质量和清晰度，从而更好地为人类的观察和分析服务。

图像增强是指利用数字图像处理技术，对原始图像进行处理操作，以改善图像的质量和特征的一种技术。

其中，常用的图像增强技术包括直方图均衡化、空间域滤波、频域滤波、非线性滤波、小波变换等多种方法。

一、直方图均衡化直方图均衡化是一种常用的图像增强技术，它可以改善图像的亮度和对比度。

其原理是将原图像的灰度直方图进行变换，使得原本集中在某一区域的灰度值分散到整个图像上，从而增强图像的细节。

直方图均衡化对于灰度分布比较均匀的图像效果更好，但对于灰度分布不均匀的图像效果可能不如其他方法。

二、空间域滤波空间域滤波是一种通过在图像的空间域中进行像素值的操作，以改善图像质量的方法。

其主要思想是通过对邻域像素值的加权平均或其他运算，来进行图像的滤波操作。

其中，常用的空间域滤波方法包括均值滤波、中值滤波、高斯滤波、李媛滤波等。

这些方法都可以用来平滑图像、去噪或增强图像的细节，但不同方法的效果和适用范围不同。

三、频域滤波频域滤波是一种利用图像的频域信息来进行图像增强的方法。

它利用傅里叶变换或小波变换等变换将图像从时域转换到频域，从而可以更好地分析图像的频谱信息。

在频域上，可以进行各种滤波操作，如低通滤波、高通滤波、带通滤波等，从而对图像进行增强。

不过，频域滤波操作非常耗时，对于大规模图像来说，可能会遇到计算量过大的问题。

四、非线性滤波非线性滤波是一种通过非线性操作改善图像质量的方法，其主要思想是通过对图像的局部像素进行运算，消除或加强图像的一些特征。

其中，最广泛使用的是中值滤波，它能够有效地去除图像中的噪声，并保持图像边缘的清晰度。

除此之外，还有一些非线性滤波方法，如自适应中值滤波、漂移滤波、边缘保护滤波等，它们可以根据不同的应用场景，针对不同的图像特征进行优化。

数字图像处理中的图像增强技术数字图像处理在现代科技中具有重要的地位。

它广泛应用于医学图像、遥感图像、安防监控图像以及各种图像数据分析等领域。

其中，图像增强技术是数字图像处理的重要分支之一。

什么是图像增强技术？图像增强是指通过数字图像处理方法，对原始图像进行改进以满足特定的应用需求。

这种技术可以提高图像的质量、清晰度、对比度和亮度，同时减少图像的噪声和失真，使图像更具辨识度和实用价值。

图像增强技术的基本原理数字图像处理中的图像增强技术有很多种。

它们有的基于像素点的局部特征，有的基于全局的规律和模型。

下面介绍几种典型的图像增强技术：1. 直方图均衡化直方图均衡化是一种典型的全局图像增强技术，它可以通过对图像灰度值分布进行调整，提高图像的对比度和亮度。

它假设在正常的摄影条件下，灰度级的分布应该是均匀的。

因此，直方图均衡化采用了一种用高频率伸展像素值的方法，将原图像的灰度级转换为更均匀的分布，从而使图像的对比度更加明显。

2. 中值滤波中值滤波是一种局部图像增强技术，是一种基于像素点的影响的方法。

它对图像中每个像素点的灰度值进行排序处理，后选取其中值为该像素点的新灰度值，这样可以消除噪声，使得模糊度和清晰度都有非常明显的改善。

3. 边缘增强边缘增强是一种同时考虑整幅图像的局部特征和全局规律的图像增强技术。

它对图像的边缘部分加权，使边缘区域更加清晰，从而提高了图像的辨识度和可读性。

边缘增强技术既可以提高图像的对比度和亮度，也可针对不同的图像类型和应用需求进行不同的定制化处理。

图像增强技术的应用数字图像处理中的图像增强技术可以广泛应用于各个领域：1. 在医学领域，图像增强技术可以帮助医生诊断疾病、评估治疗效果和进行手术规划等。

2. 在遥感领域，图像增强技术可以帮助解决地图制作中的噪声和失真问题，清晰地显示建筑物、道路和地形地貌等信息，从而提高研究和预测的准确性。

3. 在安防监控领域，图像增强技术可以通过对图像的增强处理，提高视频监控图像的清晰度和鲁棒性，以便更有效地进行安全监管和犯罪侦查。

实验报告课程名称数字图像处‎理导论专业班级_____‎_____‎_____‎姓名_____‎_____‎_____‎学号_____‎_____‎_____‎电气与信息‎学院和谐勤奋求是创新‎2.编写函数w‎ = genla‎p laci‎a n(n)，自动产生任‎一奇数尺寸‎n的拉普拉‎斯算子，如5×5的拉普拉‎斯算子w = [ 1 1 1 1 11 1 1 1 11 1 -24 1 11 1 1 1 14.采用不同的‎梯度算子对‎b lurr‎y_moo‎n.tif进行‎锐化滤波，并比较其效‎果。

[I,m ap]=im rea‎d('trees‎.tif');I=doubl‎e(I);subpl‎o t(2,3,1)imsho‎w(I,m ap);title‎(' Origi‎nal Im age‎');[Gx,Gy]=gradi‎e nt(I); % gradi‎e n t calcu‎l atio‎nG=sqrt(Gx.*Gx+Gy.*Gy); % matri‎xJ1=G; % gradi‎e nt1subpl‎o t(2,3,2)imsho‎w(J1,m ap);title‎(' Opera‎tor1 Im age‎');J2=I; % gradi‎e nt2 K=find(G>=7);J2(K)=G(K);subpl‎o t(2,3,3)im sho‎w(J2,m ap);title‎(' Opera‎tor2 Im age‎');J3=I; % gradi‎e n t3 K=find(G>=7);J3(K)=255;subpl‎o t(2,3,4)im sho‎w(J3,m ap);title‎(' Opera‎tor3 Im age‎');J4=I; % gradi‎e n t4 K=find(G<=7);J4(K)=255;subpl‎o t(2,3,5)im sho‎w(J4,m ap);title‎(' Opera‎tor4 Im age‎');J5=I; % gradi‎e nt5 K=find(G<=7);J5(K)=0;Q=find(G>=7);J5(Q)=255;subpl‎o t(2,3,6)im sho‎w(J5,m ap);title‎(' Opera‎tor5 Im age‎');5.自己设计锐‎化空间滤波‎器，并将其对噪‎声图像进行‎处理，显示处理后‎的图像；附录：可能用到的‎函数和参考‎结果**************报告里不能‎用参考结果‎中的图像1)采用3×3的拉普拉‎斯算子w = [ 1, 1, 1; 1 – 8 1; 1, 1, 1]滤波I=im rea‎d('moon.tif');T=doubl‎e(I);subpl‎o t(1,2,1),im sho‎w(T,[]);title‎('Origi‎n al Im age‎');w =[1,1,1;1,-8,1;1,1,1];K=conv2‎(T,w,'sam e');subpl‎o t(1,2,2)im sho‎w(K);title‎('Lapla‎cian Trans‎f orm a‎tion');图2.9 初始图像与‎拉普拉斯算‎子锐化图像‎2)编写函数w‎ = genla‎p laci‎a n(n)，自动产生任‎一奇数尺寸‎n的拉普拉‎斯算子，如5×5的拉普拉‎斯算子：w = [ 1 1 1 1 11 1 1 1 11 1 -24 1 11 1 1 1 11 1 1 1 1]funct‎i on w = genla‎p laci‎a n(5)%Com pu‎t es the Lapla‎c ian opera‎t orw = ones(n);x = ceil(n/2);w(x, x) = -1 * (n * n - 1);3)分别采用5‎×5，9×9，15×15和25‎×25大小的‎拉普拉斯算‎子对blu‎rry_m‎o on.tif进行‎锐化滤波，并利用式完‎成图像的锐‎化增强，观察其有何‎不同，要求在同一‎窗口中显示‎。

《数字图像处理（实验部分）》教案实验七：图像增强1．实验目的1．掌握MATLAB 的基本操作。

2．了解数字图像处理在MATLAB 中的基本处理过程。

3．学习图像增强的原理，观察算法处理结果2．实验设备2．1．PC 兼容机一台；操作系统为WindowsWindowsXP 。

2．2．数字图像处理开发环境：MATLAB 软件3．实验原理图像增强：运用5种不同的梯度增强法进行图像锐化4．实验步骤.1 打开MA TLAB 开发环境.2点击MATLAB 窗口上File 菜单，选择New-〉M —File ，在弹出的Edit 编辑器内输入如下程序：clear;close all ;[I,map]=imread('cameraman.tif' ;figure(1;subplot(2,3,1,imshow(I,map;title(' 原图' ;I=double(I;[Gx,Gy]=gradient(I; % 计算梯度, 获得的是二维偏导向量G=sqrt(Gx.*Gx+Gy.*Gy; % 注意是矩阵点乘J1=G;subplot(2,3,2,imshow(J1,map;title(' 梯度图' ; % 第一种图像增强J2=I; % 第二种图像增强K1=find(G>=7; %返回满足条件的索引号, 如果是N 行M 列的数组, 索引号顺序为从左边第一列开始, % 按列向顺序.J2(K1=G(K1;subplot(2,3,3,imshow(J2,map;title(' 超过7的梯度图' ;J3=I; % 第三种图像增强K=find(G>=7;J3(K=255;subplot(2,3,4,imshow(J3,map;title(' 梯度超过7的白亮图' ;J4=I; % 第四种图像增强K=find(G<=7;J4(K=255;subplot(2,3,5,imshow(J4,map;title(' 梯度未过7的白亮图' ;J5=I; % 第五种图像增强K=find(G<=7;J5(K=0;Q=find(G>=7;J5(Q=255;subplot(2,3,6,imshow(J5,map;title(' 梯度7为阈值分割的二值图' ;.3将该程序保存，并点击工具栏中Run 按钮，程序会自动运行，并显示出结果。

图像增强方法图像增强是数字图像处理领域中的重要技术之一，它能够改善图像的质量、增强图像的细节、减少图像的噪声等，使得图像更加清晰、真实。

在实际应用中，图像增强方法被广泛应用于医学影像、卫星图像、安防监控等领域。

本文将介绍几种常见的图像增强方法，包括直方图均衡化、滤波增强、小波变换等。

直方图均衡化是一种常见的图像增强方法，它通过重新分配图像像素的灰度级来增强图像的对比度。

具体而言，直方图均衡化通过对图像的灰度直方图进行变换，使得图像的灰度分布更加均匀，从而增强图像的细节和对比度。

直方图均衡化适用于灰度图像，对彩色图像可以分别对各个通道进行均衡化处理。

滤波增强是另一种常见的图像增强方法，它通过滤波器对图像进行滤波操作，以增强图像的某些特征。

例如，平滑滤波可以减少图像的噪声，锐化滤波可以增强图像的边缘和细节。

在实际应用中，滤波增强方法可以根据图像的特点选择合适的滤波器和参数，以达到最佳的增强效果。

小波变换是一种基于频域分析的图像增强方法，它能够将图像分解成不同尺度和方向的小波系数，从而实现对图像的多尺度分析和增强。

小波变换可以提取图像的纹理特征、边缘信息等，对于一些细节丰富的图像具有较好的增强效果。

此外，小波变换还可以应用于图像的去噪、压缩等方面，具有较广泛的应用前景。

除了上述介绍的几种方法外，图像增强领域还涌现出许多新的方法和技术，如深度学习增强、局部对比度增强、多尺度变换等。

这些方法在不同的应用场景下具有各自的优势和局限性，需要根据具体问题选择合适的增强方法进行应用。

总的来说，图像增强是数字图像处理领域中的重要技术，它能够改善图像的质量、增强图像的细节、减少图像的噪声等，对于提升图像的视觉效果和信息表达能力具有重要意义。

随着科技的不断发展，图像增强方法也在不断创新和完善，相信在未来会有更多更好的图像增强方法应用到实际生产和生活中。

图像处理中的图像增强算法综述与比较概述：图像增强是数字图像处理领域的一个重要研究方向，目的是通过改善图像的视觉效果或提取出对应的有效信息。

在现实应用中，图像增强算法被广泛应用于医学图像处理、安防监控、遥感图像分析、电视视频处理等多个领域。

本文将综述与比较目前常用的图像增强算法，包括直方图均衡化、滤波器、Retinex 与算法、小波变换以及深度学习方法。

直方图均衡化：直方图均衡化是一种基本且被广泛使用的图像增强方法。

它通过对图像像素的灰度值分布进行调整，使得图像的像素灰度值能够均匀分布在整个灰度级范围内，从而改善图像的对比度和亮度。

传统的直方图均衡化算法可以有效地增强图像的整体对比度，但往往过度增强细节，导致图像出现失真。

滤波器：滤波器分为线性滤波器和非线性滤波器两种类型。

线性滤波器通常通过卷积运算来修改图像的空间频率特征，常用的线性滤波器包括均值滤波器、高斯滤波器和中值滤波器等。

非线性滤波器如边缘增强滤波器可以通过检测图像的边缘信息来增强图像的细节。

滤波器方法简单直观，但在处理图像噪声、复杂纹理、低对比度等问题时，效果有一定限制。

Retinex 算法：Retinex 算法是一种模拟人眼感知机制的图像增强方法，它主要专注于提高图像的亮度、对比度和颜色鲜艳度。

该算法基于假设，认为图像的亮度和颜色信息可以被分离开来，并通过增强亮度的同时保持颜色信息的稳定性。

Retinex 算法具有较好的图像局部细节增强效果，但对于整体对比度改善不够显著，且在对比度较低的图像上效果不佳。

小波变换：小波变换是一种基于时间-频率分析的图像增强方法，它将图像分解为多个不同频率的子带图像，然后对每个子带图像进行增强处理，并通过逆变换得到最终增强后的图像。

小波变换方法可以有效地增强图像的对比度和细节，能够提取出不同尺度的细节信息，并具有很好的图像重构能力。

但小波变换方法需要选择合适的小波基和阈值参数，且对图像处理时间较长。

深度学习方法：深度学习方法在图像增强领域取得了显著的成果。

数字图像处理中的图像增强算法技巧图像增强是数字图像处理中的一个重要任务，旨在改善图像的视觉质量并提高图像的可读性。

图像增强算法通过改变图像的像素值，调整图像的对比度、亮度、色彩等属性，以获得更好的视觉效果。

本文将介绍几种常用的图像增强算法技巧，包括直方图均衡化、滤波、锐化和去噪等。

1. 直方图均衡化直方图均衡化是一种常用的图像增强方法，它根据图像的像素值分布情况，将像素值重新映射到更广的范围内，从而增强图像的对比度。

该方法利用图像的直方图来调整像素值的分布，使得像素值更加均匀分布，提高图像的细节和对比度。

直方图均衡化可以应用于灰度图像和彩色图像，具有简单易实现、计算效率高的优点。

2. 滤波滤波是一种常用的图像增强方法，它通过卷积操作对图像进行平滑和锐化处理。

平滑滤波器可以用来去除图像中的噪声，例如均值滤波器、中值滤波器等。

平滑滤波可以通过对像素周围的邻域像素进行平均或中值操作来实现。

锐化滤波器可以增强图像的边缘和细节，例如拉普拉斯滤波器、Sobel滤波器等。

滤波可以在时域和频域中进行，选择适当的滤波器和参数可以根据图像特点实现不同的增强效果。

3. 锐化锐化是一种图像增强方法，通过增强图像的边缘和细节以提高图像的清晰度和细节显示。

图像锐化可以通过增加图像的高频分量来实现，例如使用拉普拉斯滤波器或高通滤波器。

锐化操作可以使图像的边缘变得更加清晰，增强细节显示。

然而，过度的锐化可能会导致图像的噪声增加和伪影出现，因此，在选择锐化滤波器和参数时需要谨慎。

4. 去噪去噪是一种常用的图像增强方法，它旨在减少图像中的噪声并提高图像的质量。

图像噪声可能由于图像采集过程中的传感器噪声、信号传输过程中的干扰和图像处理过程中的误差等原因引起。

常见的去噪方法包括中值滤波、高斯滤波、小波去噪等。

中值滤波可以有效地去除椒盐噪声，通过对像素周围的邻域像素进行排序并选择中间值来实现。

高斯滤波通过对像素周围的邻域像素进行加权平均来实现，对高斯噪声有较好的去除效果。

如何使用数字图像处理技术进行图像增强图像增强是数字图像处理中一项重要的技术，通过对图像进行处理，可以改善图像的质量，使得图像更加清晰明亮，从而提升观赏效果和图像分析的准确性。

本文将介绍如何使用数字图像处理技术进行图像增强，并探讨一些常用的技术方法和应用。

一、图像增强技术概述图像增强是指通过数字图像处理技术对图像进行改善和优化，使得图像在视觉上更加清晰、明亮、锐利等。

图像增强技术广泛应用于各个领域，如医学影像、遥感图像、安防监控等。

通过图像增强，可以凸显图像中的细节信息，提高观察和分析的效果。

二、直方图均衡化直方图均衡化是一种常用的图像增强方法，其基本原理是通过调整图像像素值的分布，使得图像的直方图均匀分布在整个灰度级范围内。

这样可以增强图像的对比度，使得图像细节更加清晰可见。

直方图均衡化可以应用于灰度图像和彩色图像，具有简单、直观、易于实现的特点。

三、空间滤波空间滤波是一种通过对图像进行滤波处理来增强图像的方法。

常见的空间滤波器包括均值滤波器、中值滤波器和高斯滤波器等。

均值滤波器通过对图像进行平均，可以减小噪声的影响，使得图像更加平滑。

中值滤波器通过对图像像素值的排序，选取中间值作为像素的新值，可以有效去除椒盐噪声等。

高斯滤波器则通过对图像进行加权平均，可以模糊图像，减小噪声的影响。

四、增强算法融合增强算法融合是一种将多种图像增强算法结合起来应用的方法，通过综合多个算法的优点，可以得到更好的图像增强效果。

常用的增强算法融合方法包括加权融合、基于梯度的融合和基于边缘的融合等。

加权融合是一种通过对多个增强结果进行加权平均，综合不同算法的优势的方法。

基于梯度的融合是通过计算图像梯度变化的幅度和方向，对不同算法产生的增强图像进行融合。

基于边缘的融合是通过检测图像中的边缘信息，将边缘信息作为参考，对不同增强图像进行融合。

五、应用实例图像增强在各个领域都有广泛的应用。

以医学影像为例，医学影像中的图像增强可以提高医生对病变的观察和分析能力，从而更准确地进行诊断。

数字图像处理中的图像增强算法使用方法和技巧摘要：随着数字图像处理技术的发展，图像增强算法在各个领域得到了广泛应用。

本文将介绍数字图像处理中常用的图像增强算法、其使用方法和技巧。

主要包括直方图均衡化、拉普拉斯算子增强、边缘增强和局部对比度增强等算法。

同时，结合实际案例，探讨如何根据不同需求选择最合适的图像增强算法。

1. 引言数字图像处理是指通过计算机对数字图像进行处理和操作的技术。

图像增强是数字图像处理领域的一个重要研究方向，旨在改善图像的质量和视觉效果，以便更好地满足人眼的感知要求。

图像增强算法是实现图像增强的重要工具，下面将介绍几种常用的图像增强算法及其使用方法和技巧。

2. 直方图均衡化直方图均衡化是一种常用的图像增强算法，通过重新分配像素值来增强图像的对比度。

其步骤如下：（1）计算原始图像的灰度直方图；（2）计算原始图像的累积分布函数；（3）根据累积分布函数，将原始图像中的每一个像素值替换为对应的累积频率；（4）计算处理后图像的灰度直方图。

使用技巧：- 直方图均衡化适用于对比度较低的图像增强，但可能会导致过度增强和局部细节损失问题。

可以通过设置阈值和控制增强程度来调节效果。

- 在应用直方图均衡化之前，可以先对图像进行灰度变换和滤波处理，以提高增强效果。

3. 拉普拉斯算子增强拉普拉斯算子增强是一种常用的边缘增强算法，通过突出图像的边缘结构来提高图像的清晰度和对比度。

其步骤如下：（1）将图像进行灰度化处理；（2）使用拉普拉斯算子进行图像增强；（3）将得到的增强图像与原始图像相加。

使用技巧：- 使用拉普拉斯算子增强时，可以选择不同的拉普拉斯算子模板来提取不同类型的边缘。

具体选择哪种模板取决于图像的特点和需求。

- 拉普拉斯增强算法对噪声较敏感，可以在增强之前先对图像进行降噪处理。

4. 边缘增强边缘增强是一种着重增强图像边缘信息的算法，可以使图像的边缘更加清晰和突出。

常用的边缘增强算法包括Sobel算子、Prewitt算子和Canny算子等。