Matlab中的图像增强算法研究

信 息 技 术20科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N 1 图像增强原理及方法对于一个图像处理系统来说,可以分为三个阶段:图像预处理阶段、特征提取阶段、识别分析阶段。

图像预处理阶段尤为重要,如果这个阶段处理不好,后面的工作就无法展开,图像增强是图像预处理中重要的方法。

图像增强不考虑图像质量的下降的因素,只将图像中感兴趣的特征有选择地突出,而衰减不需要的特征,它的目的主要是提高图像的可读度。

图像增强的方法分为空域法和频域法两类,空域法是指直接在图像所在的空间进行处理,即直接对图像中的各个像素点进行操作;而频域法主要是在图像的某个变换域内,将图像转换到其他空间,利用该空间的特有性质,通过修改变换后的系数,例如傅里叶变换、DCT变换等的系数,对图像进行操作,然后再进行反变换得到处理后的图像。

2 频域增强的主要步骤频域增强的主要步骤是:(1)选择变换方法,将输入图像变换到频域空间;(2)在频带空间中,根据处理目的设计一个转换函数,并进行处理;(3)将所得的结果用反变换得到增强图像。

常见的频域增强方法有低通滤波和高通滤波。

信号或图像的能量大部分集在在幅度谱的低频和中频段,而在较高的频段,感兴趣的信息常被噪声所淹没。

因此,一个能降低高频成分幅度的滤波器就能明显减弱噪声的影响。

3 基于小波变换的图像增强技术小波变换是最近20多年来发展起来的用于信号分析和信号处理的一种新的频域变换技术。

小波是有限宽度的基函数,这些基函数不仅在频率上而且在位置上是变换的,其具有时间-频率自动伸缩能力,因此,它更适合于处理突变信号和非平稳信号,这一特性可用于图像处理的很多地方。

小波多分辨率分解可以看成信号通过小波滤波器后的小波滤波作用的结果。

而小波滤波器具有良好的低通性能。

由于图像信号集中在低频部分,小波滤波的低频信号很好地再现了原始信号的信息,同时，由于信号的维数大大减少,所以,小波低通滤波是很好的多分辨率判决方法。

Matlab中的图像增强技术与应用图像增强技术是数字图像处理领域中的重要方向之一。

通过增强图像的亮度、对比度、锐度以及去除噪声、伪彩色等方法，可以使图像更加清晰、具有更好的可视化效果。

Matlab作为一种常用的图像处理工具，提供了丰富的图像增强函数和工具箱，可以帮助我们实现各种图像增强技术的应用。

本文将介绍一些常用的图像增强技术，并结合Matlab来演示它们的应用。

一、灰度变换与直方图均衡化灰度变换是最基础的图像增强技术之一，它通过调整图像中像素的灰度值来改变图像的亮度和对比度。

在Matlab中，我们可以使用imadjust函数来实现灰度变换。

imadjust函数可以根据输入的灰度范围，将图像像素的灰度值进行线性映射，从而改变图像的亮度。

直方图均衡化是一种改善图像对比度的方法，它通过对图像中像素的灰度分布进行调整，使得图像中的灰度级尽可能均匀分布。

在Matlab中，我们可以使用histeq函数来实现直方图均衡化。

该函数会自动计算图像的累积直方图，并将其映射为均匀分布的灰度级。

二、滤波器与空域增强滤波器是一种常见的图像增强工具，它可以通过删去或者增强图像中的某些频率成分，从而实现图像的去噪和锐化。

在Matlab中，我们可以使用imfilter函数来实现各种滤波操作。

常见的滤波器包括均值滤波器、中值滤波器以及高斯滤波器等。

均值滤波器可以平滑图像，减少图像中的噪声；中值滤波器可以有效抑制椒盐噪声等随机噪声；高斯滤波器可以平滑图像并增强图像的边缘。

除了滤波器，空域增强也是一种常用的图像增强技术。

通过对图像进行锐化、增强边缘等操作，可以使图像更加清晰和鲜明。

在Matlab中，我们可以使用imsharpen函数来实现图像的锐化操作。

该函数可以增强图像的高频信息，使得图像的细节更加突出。

三、变换域增强变换域增强是一种通过将图像从空域转换到频域，进行增强操作的方法。

其中最常用的变换是傅里叶变换和小波变换。

在Matlab中，我们可以使用fft2函数和dwt2函数来实现傅里叶变换和小波变换。

利用Matlab进行图像去噪和图像增强随着数字图像处理技术的不断发展和成熟，图像去噪和图像增强在各个领域都有广泛的应用。

而在数字图像处理的工具中，Matlab凭借其强大的功能和易于使用的特点，成为了许多研究者和工程师首选的软件之一。

本文将介绍如何利用Matlab进行图像去噪和图像增强的方法和技巧。

一、图像去噪图像去噪是指通过一系列算法和技术，将图像中的噪声信号去除或减弱，提高图像的质量和清晰度。

Matlab提供了多种去噪方法，其中最常用的方法之一是利用小波变换进行去噪。

1. 小波变换去噪小波变换是一种多尺度分析方法，能够对信号进行时频分析，通过将信号分解到不同的尺度上，实现对图像的去噪。

在Matlab中，可以使用"dwt"函数进行小波变换，将图像分解为低频和高频子带，然后通过对高频子带进行阈值处理，将噪声信号滤除。

最后通过逆小波变换将去噪后的图像重构出来。

这种方法能够有效抑制高频噪声，保留图像的细节信息。

2. 均值滤波去噪均值滤波是一种基于平均值的线性滤波方法，通过计算像素周围邻域内像素的平均值，替代原始像素的值来去除噪声。

在Matlab中，可以使用"imfilter"函数进行均值滤波，通过设置适当的滤波模板大小和滤波器系数，实现对图像的去噪。

二、图像增强图像增强是指通过一系列算法和技术，改善图像的质量、增强图像的细节和对比度，使图像更容易被观察和理解。

Matlab提供了多种图像增强方法，以下将介绍其中的两种常用方法。

1. 直方图均衡化直方图均衡化是一种通过对图像像素值的分布进行调整，增强图像对比度的方法。

在Matlab中，可以使用"histeq"函数进行直方图均衡化处理。

该函数能够将图像的像素值分布拉伸到整个灰度级范围内，提高图像的动态范围和对比度。

2. 锐化增强锐化增强是一种通过增强图像边缘和细节来改善图像质量的方法。

在Matlab中，可以使用"imsharpen"函数进行图像的锐化增强处理。

基于Retinex算法视频增强的MATLAB实现一、读书笔记1：数字图像文件简介BMP文件：Windows操作系统中的标准图像文件格式，能够被多种Windows应用程序所支持。

GIF文件：GIF文件的数据是一种基于LZW算法的连续色调的无损压缩格式，不属于任何应用程序。

JPEG图像格式：后缀名为.jpg或者.jpeg,是一种有损压缩格式。

ICO文件：Windows的图标文件格式的一种，可以存储单个图案、多尺寸、多色板的图标文件HDF文件：层次型数据格式可以存储不同类型的图像和数码数据，有函数库。

PNG文件：常用于JAVA程序、网页和S60中。

TIFF文件：主要用来存储包括照片和艺术图在内的文件格式。

DICOM文件:数字影像和通信标准。

2:基于MATLAB图像处理基础1）图像数据类型double类型：图像处理最常用的数据类型，也是matlab中默认的数据类型。

图像数据的取值范围为0-1。

Unit8类型：常用于从存储设备中读取数据时，操作不能使结果超出[0,255].Unit16类型：用于精度较高的图像中。

Logical类型：常用于二值图像中，可用true、false或关系运算符得到。

2）数据类型转换3)文件信息读取Matlab提供imfinfo函数来实现所有格式（除DICOM）的信息读取，调用形式： info=imfinfo（’filename’）4)读取图像使用imread可以将图像读入matlab环境，语法：imread (‘filename’),其中，filename是一个含有文件全名的字符串。

函数size可给出一副图像的行数和列数>>size（f）Ans=1024 10245)显示图像在matlab桌面上显示图像一般用imshow，语法：imshow (f,G)其中，f是一个图像数组，G为显示该图像的灰度级数。

若将G省略，则默认256.语法 imshow(f,[low high])会将小于或等于low的显示为黑色，大于或等于high的显示为白色，介于两者之间的值以默认的级数显示为中等亮度值。

江苏科技大学数字图像处理本科生课程论文论文题目：图像增强方法综述与matlab实现完成时间：___2016年6月2日________ 所在专业：____软件工程____________ ____ 所在年级：____13419042___________ __图像增强方法综述与matlab实现软件工程专业 1341904222 陆建伟摘要：本文介绍图像增强的内容，并就内部几种方法进行更深一步的探索，利用matlab 使得算法实现并对比。

关键词：图像增强；数字图像处理；灰度变换；直方图；matlab；一、研究背景1.1研究目的经过图像的传送和转换，如成像、复制、扫描、传输和显示等，经常会造成图像质量的下降。

光学系统的失真、相对运动、大气流动等都会使图像模糊，传输过程中会引入各种类型的噪声。

总之输入的图像在视觉效果和识别方便性等方面可能存在诸多问题。

通过本课题的研究能够使图像有更好的视觉感受效果，更能够满足社会生活和生产的需要是本文的最终目的。

1.2研究现状计算机图像处理的发展历史并不长,但是引起了人们的足够重视。

总体来说，图像处理技术的发展大致经历了初创期、发展期、普及期和实用化期4 个阶段。

随着对图像技术研究的不断深入和发展,新的图像增强方法不断出现。

图像作为自然界景物的客观反映是人类感知世界的视觉基础也是人类获取信息、表达信息和传递信息的重要手段。

二、主要理论概况图像增强是指根据特定的需要突出图像中的重要信息同时减弱或去除不需要的信息。

从不同的途径获取的图像通过进行适当的增强处理可以将原本模糊不清甚至根本无法分辨的原始图像处理成清晰的富含大量有用信息的可使用图像有效地去除图像中的噪声、增强图像中的边缘或其他感兴趣的区域从而更加容易对图像中感兴趣的目标进行检测和测量。

处理后的图像是否保持原状已经是无关紧要的了不会因为考虑到图像的一些理想形式而去有意识的努力重现图像的真实度。

图像增强的目的是增强图像的视觉效果将原图像转换成一种更适合于人眼观察和计算机分析处理的形式。

Matlab中的图像增强方法图像增强是数字图像处理中的一项重要技术，通过使用各种算法和方法，可以改善图像的质量、增加图像的信息量和清晰度。

在Matlab中，有许多强大而灵活的工具和函数，可以帮助我们实现图像增强的目标。

本文将介绍几种常用的Matlab图像增强方法，并探讨它们的原理和应用。

一、直方图均衡化直方图均衡化是一种常用的图像增强方法，通过调整图像的像素分布来增强图像的对比度和亮度。

在Matlab中，我们可以使用“histeq”函数来实现直方图均衡化。

该函数会根据图像的直方图信息，将像素的灰度值重新映射到一个均匀分布的直方图上。

直方图均衡化的原理是基于图像的累积分布函数（CDF）的变换。

它首先计算图像的灰度直方图，并根据直方图信息计算CDF。

然后，通过将CDF线性映射到期望的均匀分布上，将图像的像素值进行调整。

直方图均衡化的优点在于简单易实现，且效果较好。

但它也存在一些限制，比如对噪声敏感、全局亮度调整可能导致细节丢失等。

因此，在具体应用中，我们需要权衡其优缺点，并根据图像的特点选择合适的方法。

二、自适应直方图均衡化自适应直方图均衡化是对传统直方图均衡化的改进，它能够在改善对比度的同时，保持局部细节。

与全局直方图均衡化不同，自适应直方图均衡化采用局部的直方图信息来进行均衡化。

在Matlab中，我们可以使用“adapthisteq”函数来实现自适应直方图均衡化。

该函数会将图像分成小块，并在每个块上进行直方图均衡化。

通过这种方式，自适应直方图均衡化可以在增强图像对比度的同时，保留图像的细节。

自适应直方图均衡化的优点在于针对每个小块进行处理，能够更精确地调整局部对比度，避免了全局调整可能带来的细节丢失。

然而，相对于全局直方图均衡化，自适应直方图均衡化的计算量较大，因此在实时处理中可能会引起性能问题。

三、模糊与锐化图像增强不仅局限于对比度和亮度的调整，还可以改善图像的清晰度和边缘信息。

在Matlab中，我们可以使用一些滤波器来实现图像的模糊和锐化。

使用Matlab进行图像增强与图像修复的方法图像增强与图像修复是数字图像处理领域中的重要研究方向之一。

随着数字摄影和图像处理技术的快速发展，越来越多的应用需要对图像进行增强和修复，以提高图像的质量和视觉效果。

在本文中，我们将探讨使用Matlab进行图像增强和图像修复的方法。

一、图像增强方法图像增强是通过对图像进行处理，改善其质量，使其更加清晰、鲜明和易于观察。

下面将介绍几种常用的图像增强方法。

1. 灰度拉伸灰度拉伸是一种简单而有效的图像增强方法，通过拉伸图像的灰度范围，使得图像中的细节更加明确可见。

具体操作是将图像的最低灰度值映射到0，最高灰度值映射到255，中间的灰度值按比例映射到相应的范围。

在Matlab中，我们可以使用imadjust函数实现灰度拉伸。

2. 直方图均衡化直方图均衡化是一种常用的图像增强方法，通过对图像的灰度分布进行调整，使得图像的对比度得到增强。

具体操作是对图像的灰度直方图进行均衡化处理，将图像的灰度级分布均匀化。

在Matlab中，我们可以使用histeq函数实现直方图均衡化。

3. 锐化锐化是一种常用的图像增强方法，通过增强图像的边缘和细节，使得图像更加清晰和立体。

具体操作是对图像进行高通滤波，突出图像中的边缘信息。

在Matlab中，我们可以使用imsharpen函数实现图像锐化。

4. 去噪去噪是一种常用的图像增强方法，通过抑制图像中的噪声，提高图像的质量。

常见的去噪方法包括中值滤波、均值滤波和小波去噪等。

在Matlab中，我们可以使用medfilt2函数实现中值滤波。

二、图像修复方法图像修复是对图像中存在的缺陷或损坏进行补全或恢复的过程，以提高图像的可视化效果。

下面将介绍几种常用的图像修复方法。

1. 图像插值图像插值是一种常用的图像修复方法，通过根据已知的像素值推测缺失的像素值，从而补全图像中的缺失部分。

常见的插值方法包括最近邻插值、双线性插值和双立方插值等。

在Matlab中，我们可以使用interp2函数实现图像插值。

基于matlab的图像对比度增强处理的算法的研究与实现1. 引言1.1 研究背景图像对比度增强是数字图像处理中的一个重要领域，它能够提高图像的视觉质量，使图像更加清晰、鲜明。

随着现代科技的快速发展，图像在各个领域的应用越来越广泛，因此对图像进行对比度增强处理的需求也越来越迫切。

在数字图像处理领域，图像对比度增强处理是一种经典的技术，通过调整图像的灰度级范围，提高图像的对比度，使图像更加清晰和易于观察。

对比度增强处理可以应用于医学影像、卫星图像、照片修复等领域，有效提升图像质量和信息量。

随着数字图像处理算法的不断发展和完善，基于matlab的图像对比度增强处理算法也得到了广泛研究和应用。

通过matlab编程实现图像对比度增强处理算法，可以快速、高效地对图像进行处理，并进行实验验证和效果分析。

研究基于matlab的图像对比度增强处理算法的研究与实现具有重要的理论意义和实际应用价值。

1.2 研究目的研究目的是探索基于matlab的图像对比度增强处理算法，通过对比不同算法的效果和性能进行分析，进一步提高图像的清晰度和质量。

具体目的包括：1. 深入理解图像对比度增强处理的基本原理，掌握常用的算法和技术；2. 研究基于matlab的图像对比度增强处理算法实现的方法和步骤，探究其在实际应用中的优劣势；3. 通过实验结果与分析，评估不同算法在提升图像对比度方面的效果和效率；4. 对现有算法进行优化与改进，提出更加有效的图像对比度增强处理方法；5.总结研究成果，为今后进一步完善图像处理技术提供参考和借鉴。

通过对图像对比度增强处理算法的研究与实现，旨在提高图像处理的效率和质量，满足不同应用领域对图像处理的需求，促进图像处理技术的发展和应用。

1.3 研究意义对比度增强处理是图像处理领域中一项重要的技术，在实际应用中有着广泛的使用。

通过增强图像的对比度，可以使图像更加清晰、鲜明，提高图像的质量和观感效果。

对比度增强处理在医学影像分析、卫星图像处理、数字摄影等领域都有着重要的应用。

视频图像增强和去雾算法说明摘要 本文档介绍夜间增强和去雾增强算法及其实现。

（1）将图像由RGB空间转换到HSI空间，然后对HSI空间亮度分量（I分量）的灰度直方图进行均衡化处理，然后再转换到RGB空间。

空间。

）利用暗原色先验图像去雾算法对图像进行去雾处理。

（2）利用暗原色先验图像去雾算法对图像进行去雾处理。

1目录一、通过I分量增强夜间图像 (3)1. 算法原理 (3)2. M ATLAB程序 (6) (77)3. 夜间增强效果 .................................................................................................................................二、去雾增强 (9) (99)1. 算法原理 .........................................................................................................................................2. M ATLAB程序 (11) (113)3. 去雾效果 .......................................................................................................................................参考文献 (14)一、通过I分量增强夜间图像1. 算法原理首先将图像由RGB空间转换到HSI空间，然后对HSI空间亮度分量（I分量）的灰度直方空间显示。

图进行均衡化处理，提高图像的亮度，然后转换回RGB空间显示。

（1）图像由RGB空间转换到HSI空间。

RGB向HSI模型的转换是由一个基于笛卡尔直角坐标系的单位立方体向基于圆柱极坐标的双锥体的转换。