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目录摘要 (1)1. 概述 (2)2. 理论知识 (3)2.1直方图处理的基础 (3)2.2直方图均衡化 (4)2.2.1直方图均衡化理论 (4)2.2.2 直方图均衡化算法 (6)3. MATLAB实现 (7)3.1实验预备知识 (7)3.2实验代码及结果 (7)4. 结果分析 (11)5. 心得体会 (13)参考文献 (14)摘要图像增强作为数字图像处理的重要部分，直方图均衡化又作为图像增强的一种手段。
报告书中探讨了直方图的理论基础，直方图均衡化的概念及理论，以MATLAB 为平台，对灰度图像进行直方图均衡化的实验，并给出了具体程序、实验结果图像。
实验结果表明，经直方图均衡化后，图像的对比度及亮度提高，直方图均衡化处理能有效改善灰度图像的质量。
关键词：数字图像处理，直方图，均衡化，MATLAB1.概述图像按照色彩分类，可以分为灰度图像和彩色图像。
灰度图像在黑色与白色之间还有许多级的颜色深度，灰度图像通常用每个采样像素8位的非线性尺度来保存，这样可以有256级灰度。
这种精度刚刚能够避免可见的条带失真，并且非常易于编程。
本次研究正是基于灰度图像。
灰度级直方图是图像的一种统计表达，它反应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。
图像增强技术可以改善图像的视觉效果，以便人眼或机器对图像进一步理解。
图像增强与受关注物体特性、观察者的习惯和处理目的有关，因此，图像增强算法的应用是有针对性的，并不存在通用的算法。
图像增强的基本方法分为两大类：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。
直方图均衡化是空间域的点运算处理技术。
直方图均衡化是图像处理领域中利用图像直方图对对比度进行调整的方法，使用累积函数对灰度值进行“调整”以实现对比度的增强。
目录第1章绪论 (1)1.1 数字图像处理的研究背景 (1)1.2 数字图像处理的研究内容 (1)1.3 DSP系统简介 (2)1.4 图像增强简介 (4)第2章DSP系统 (5)2.1 DSP芯片 (5)2.1.1 DSP芯片的特点 (6)2.1.2 图像处理系统中DSP芯片的选择 (7)2.2 基于DSP的图像处理系统 (8)第3章图像增强 (9)3.1 图像增强的基本概念 (9)3.2 图像增强的方法 (9)3.2.1 图像锐化 (10)3.2.1.1 图像锐化原理 (10)3.2.1.2 拉普拉斯算子 (11)3.2.1.3 基于DSP的算法实现 (12)3.2.1.4 图片锐化效果比较 (14)3.2.2 Sobel边缘检测算法 (16)3.2.2.1 Sobel边缘检测算法原理 (16)3.2.2.2 Sobel边缘检测算法的变异及实现 (16)3.2.3 直方图均衡化算法 (20)3.2.3.1 直方图均衡化 (20)3.2.3.2 直方图规定化 (21)3.2.3.3实验结果及分析 (23)第4章直方图均衡化和规定化算法的DSP实现 (25)4.1 算法的DSP实现与优化 (25)4.1.1 算法开发硬件平台选择 (25)4.1.2 算法的实现与优化 (26)4.2 实验及结果分析 (27)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)第1章绪论1.1 数字图像处理的研究背景数字图像处理又称为计算机图像处理，它最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一定水平，人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。
数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。
图像处理的基本目的是改善图像的质量，它以人为对象，以改善人的视觉效果为目的。
图像处理中，输入的是质量低的图像，输出的是改善质量后的图像，常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。
图像处理技术在许多应用领域受到广泛重视并取得了重大的开拓性成就，属于这些领域的有航空航天、生物医学工程、工业检测、机器人视觉、公安司法、军事制导、文化艺术等，使图像处理成为一门引人注目、前景远大的新型学科。
基于直方图处理的图像的增强方法研究中文摘要通过直方图均衡算法，使输出图像直方图近似服从均匀分布，在此算法基础上利用小波变换，对图像进行二维小波分解，突出图像中的有用信息，消减图像中的无用信息，使图像中特定信息得倒增强，并提高图像的对比度，提高图像质量。
直方图规定化是基于自适应直方图规定化函数引导的动态分层图像增强算法，在对比指纹图像的灰度直方图增强的技术的基础上,针对均衡化算法的不足和现有直方图规定化算法中映射规则计算量大的情形,提出一种改进的规定化算法。
直方图规定化可以将图像的直方图转化为需要的形状,有目的地增加某个灰度区间的图像,使用户获得感兴趣的信息。
关键词：图像增强，直方图均衡化，小波变换，直方图规定化AbstractThrough the histogram equalization algorithm, make the output image histogram approximation obey uniform distribution. Based on the algorithm,using the imagine of the two dimensional wavelet decomposition, highlight the useful information and cut the useless information in the imagine. The imagine of a specific information will be enhanced, and the contrast of imagine will be improved , then the imagine quality will be improved.Key words: imagine enhancement; histogram equalization; wavelet transform一：引言图像变换是数字图像处理中的一种综合变换，如直方图变换。
数字图像增强课程设计一、教学目标本课程旨在通过数字图像增强的理论学习和实践操作，使学生掌握数字图像增强的基本概念、方法和技巧。
知识目标包括了解数字图像增强的基本原理，理解数字图像增强的常用算法，掌握数字图像增强的基本技术。
技能目标包括能够运用数字图像增强算法对图像进行增强处理，能够分析增强处理的结果，能够根据需要选择合适的增强算法。
情感态度价值观目标包括培养学生的创新意识，提高学生的问题解决能力，培养学生的团队合作精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括数字图像增强的基本概念、数字图像增强的常用算法和数字图像增强的技术实现。
具体包括数字图像增强的定义、目的和意义，数字图像增强的数学模型，直方图均衡化、灰度变换、滤波增强等常用算法，以及图像增强软件的使用和图像增强处理的结果分析。
三、教学方法本课程将采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法。
讲授法用于讲解数字图像增强的基本概念和原理，讨论法用于讨论数字图像增强的算法和技巧，案例分析法用于分析数字图像增强的处理结果，实验法用于实践数字图像增强的处理技术。
通过多样化的教学方法，激发学生的学习兴趣，提高学生的主动性和参与度。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教材和参考书将提供数字图像增强的基本理论和方法，多媒体资料将提供数字图像增强的实例和处理结果，实验设备将用于数字图像增强的实际操作。
教学资源的选择和准备将支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，提高学生的实践能力。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分。
平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问和回答问题的积极性等，通过观察和记录来进行评估。
作业主要评估学生的理解和应用能力，通过布置相关的练习题和项目任务，要求学生在规定时间内完成，并进行批改和反馈。
考试主要评估学生的综合运用能力，通过笔试和上机操作的方式来进行评估。
评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。
程序课程设计报告2012年 7 月 9 日图像增强专业：*****班级：*****题目：图像增强小组成员： ***指导教师：***时间：2012年6月-7月摘要：图像增强是图像处理的一个重要分支, 它对图像整体或局部特征能有效地改善；直方图是图像处理中最重要的基本概念之一,它能有效地用于图像增强。
本文主要探讨了直方图的理论基础，直方图均衡化的概念及理论，同时用MATLAB语言加以实现, 给出标准的数字图像在各种处理前与处理后的对照图像及直方图。
实验结果表明, 用直方图均衡化的算法, 能有效改善灰度图像的对比度差和灰度动态范围，使处理后的图像视觉效果得以改善。
关键词：图像增强直方图均衡化Abstract: Image enhancement is an important branch of image processing, its image as a whole or partial characteristics can effectively improve. Histogram is one of the most important basic concepts of image processing, it can effectively be used for image enhancement. This paper mainly discusses the theoretical basis of the histogram, histogram equalization, the concepts and theories. We use the MATLAB language and give the standard digital images in various treatment and processing of the control image and histogram. The experimental results show that the histogram equalization algorithm can effectively improve the poor contrast and gray scale dynamic range of the grayscale image, the visual effects of the processed image can be improved. Keywords: Image enhancement Histogram Equalization1 引言图像增强是图像处理中的基本内容之一，在图像处理中占有非常重要的地位。
彩色图像增强的课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握彩色图像增强的基本原理和实用技术，通过教学使学生能够：1.知识目标：理解彩色图像增强的必要性和基本概念，掌握彩色图像增强的主要技术和方法。
2.技能目标：能够运用相关技术对彩色图像进行增强处理，提高图像质量，解决实际问题。
3.情感态度价值观目标：培养学生的创新意识和实践能力，激发学生对计算机视觉和图像处理的兴趣。
二、教学内容教学内容主要包括以下几个部分：1.彩色图像增强的基本概念和原理：包括彩色图像增强的必要性、基本方法和主要技术。
2.彩色图像增强的主要技术：包括直方图均衡化、对比度增强、色彩校正等。
3.彩色图像增强的实际应用：通过实际案例分析，使学生能够掌握彩色图像增强技术在实际问题中的应用。
三、教学方法为了提高教学效果，将采用以下教学方法：1.讲授法：用于讲解彩色图像增强的基本概念、原理和技术。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生能够理解彩色图像增强技术的应用。
3.实验法：安排实验课，让学生动手实践，加深对彩色图像增强技术的理解和掌握。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，将准备以下教学资源：1.教材：《彩色图像增强教程》等相关教材。
2.多媒体资料：包括PPT课件、视频教程、网络资源等。
3.实验设备：计算机、图像处理软件、实验器材等。
通过以上教学资源，为学生提供丰富的学习体验，提高教学效果。
五、教学评估为了全面、公正地评估学生的学习成果，将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等方式评估学生的学习态度和理解程度。
2.作业：布置相关的图像增强实践作业，评估学生对知识的应用能力。
3.考试：期末进行彩色图像增强相关的闭卷考试，评估学生的知识掌握程度。
以上评估方式将结合定量和定性评估，全面反映学生的学习成果。
六、教学安排教学安排如下：1.教学进度：按照教材的章节顺序进行教学，确保每个章节都有足够的教学时间。
2.教学时间：每周安排2课时，共16周，确保完成所有教学内容。
word格式. 燕山大学 课 程 设 计 说 明 书
题目：基于直方图变换实现的图像增强 word格式.
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。 作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期：
使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。
作者签名： 日 期： word格式.
燕山大学课程设计（论文）任务书 院（系）： 基层教学单位： 学 号 学生 专业（班级）
设计题目 基于直方图变换实现的图像增强 设 计 技 术 参 数 实现基于直方图变幻的图像增强，针对不同类型的图像采用合适的增强方法，以实现最好程度的增强。
设 计 要 求
选择一副对比度不足的图像，对该图像进行灰度变换实现图像的增强，增强对比度，显示增强前、后的图像以及他们的灰度直方图。总结直方图增强的方法，对比方法的优缺点，积极思考基于特定图像的增强方法，设计中应具有自己的设计思想、设计体会。
工 作 量
工 作 计 划
参 考 资 料
指导教师签字 基层教学单位主任签字 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 年 月 日 word格式.
目 录
第1章 摘要……………………………………………………………………………1
第2章 引言……………………………………………………………………………2
第3章 图像增强的重要方法…………………………………………………3
3.1 灰度变换……………………………………………………………………………3 3.2 直方图修正…………………………………………………………………………3 3.3 平滑………………………………………………………………………………3 3.4 锐化 ………………………………………………………………………………4 3.5 各种图像增强技术方法的优缺点 ………………………………………………4 第4章 直方图增强及matlab实现…………………………………………5
4.1 直方图均衡化……………………………………………………………………5 4.2 直方图均衡化的公式……………………………………………………………5 4.3 直方图均衡化matlab的实现……………………………………………………6 4.4 直方图均衡化小结………………………………………………………………9 第5章 结论……………………………………………………………………………10
第6章 心得体会 ……………………………………………………………………12
第7章 参考文献 ……………………………………………………………………12 word格式.
第一章 摘要 摘要：图像增强不仅可以用于提高图像的视觉外观，而且还是图
像边缘检测以及特征提取等技术的基础。本课程设计主要研究用于增强图像的灰度变换方法，包括线性灰度变换、非线性灰度变换与直方图均衡化方法。采用MATLAB软件进行编程，运用上述算法对图像进行处理。实验结果表明，处理后的图像对比度得到了明显改善，增强了图像的视觉效果。在以上算法中可以通过灵活设置相关参数获取不同的图像增强效果，并且具有处理速度快的优点。
通过对图像增强的方法进行比较之后，得出不同方法在使用过程中的优缺点，并且积极思考和掌握在特定图像下增强图像的最优方法。
关键字：数字图像处理；图像增强；直方图；均衡化；规定
化； matlab
word格式.
第二章 引言 引言：图像增强是指按特定的需要突出一副图像中的某些信息，
同时，消弱或去除某些不需要信息的处理方法。其主要目的是使处理后的图像对某种特定的应用来说，比原始图像更适用。
图像增强技术是不考虑图像降质的原因 ，只将图像中感兴趣的特征有选择地突出，而衰减其不需要的特征，故改善后的图像不一定要去逼近原图像。如突出目标物轮廓，去除各类噪音，将黑白图像转变为伪彩色图像。从图像质量评价观点来看，图像增强的主要目的是提高图像的可懂度，更有利于人的视觉感知
图像处理技术在40多年的时间里，迅速发展成为一门独立的有强大生命力的学科，图像增强技术已逐步涉及人类生活和社会生产的各个方面，在航天、生物医学、工业生产领域、以及军事等方面的应用已经趋于成熟化和进一步的提高。成为人类科学技术上不可或缺的一部分。 word格式.
第三章 图像增强的重要方法 图像增强技术主要包含直方图修改处理、图像平滑化处理、图像尖锐化处理、和彩色处理技术等。在实用中可以采用单一方法处理，也可以采用几种方法联合处理，以便达到预期的增强效果。图像增强技术基本上可以分成两大类：一类是频域处理，一类是空域处理法。图像增强有图像对比度增强、亮度增强，轮廓增强等等。空间域法主要在空间域对像素灰度值直接运算处理，如图像的灰度变换 直方图修正 图像空域平滑 和蜕化处理。频域法就是在图像的某种变化域，对图像的变换值进行预算，如先对图像进行傅里叶变换，在进行滤波处理，最后将滤波处理后的图像变换值反变换到空间域，从而获得增强后的图像。
3.1.灰度变换 灰度变换可使图像动态围增大，图像对比度扩展，图像变清晰，特征明显是图像增强的重要手段之一。具体来说是一种通过改变图像像元的亮度分布态势，扩展灰度分布区间来改变图像像元对比度，从而改善图像质量的图像处理方法。因为亮度值是辐射强度的反映，所以也称为辐射增强。常用的方法有对比度线性变换和非线性变换。其关键是寻找到一个函数，以此函数对图像中每一个像元进行变换，使像元得到统一的重新分配，构成得到反差增强的图像
3.2 直方图修正法 （1）直方图均衡化 直方图均衡化是通过对原图像进行某种变换使原图像的灰度值图修正为均匀的直方图的一种方法。 直方图规定化 直方图规定化是使原图像灰度直方图变成规定形状的直方图而对图像作修正的增强方法也成为直方图匹配。 word格式.
3.3平滑噪声 有些图像是通过扫描仪扫描输入、或传输通道传输过来的。图像中往往包含有各种各样的噪声。这些噪声一般是随机产生的，因此具有分布和大小不规则性的特点。这些噪声的存在直接影响着后续的处理过程，使图像失真。图像平滑就是针对图像噪声的操作，其主要作用是为了消除噪声，图像平滑的常用方法是采用均值滤波或中值滤波，均值滤波是一种线性空间滤波，它用一个有奇数点的掩模在图像上滑动，将掩模中心对应像素点的灰度值用掩模所有像素点灰度的平均值代替，如果规定了在取均值过程中掩模各像素点所占的权重，即各像素点所乘系数，这时就称为加权均值滤波；中值滤波是一种非线性空间滤波，其与均值滤波的区别是掩模中心对应像素点的灰度值用掩模所有像素点灰度值的中间值代替。
3.4 锐化 平滑噪声时经常会使图像的边缘变的模糊，针对平均和积分运算使图像模糊，可对其进行反运算采取微分算子使用模板和统计差值的方法，使图像增强锐化。图像边缘与高频分量相对应，高通滤波器可以让高频分量畅通无阻，而对低频分量则充分限制，通过高通滤波器去除低频分量，也可以达到图像锐化的目的。 3.5 各种图像增强技术方法的优缺点
（1）灰度变换 优势：可以充分利用图像中的亮度信息，明显改善图像质量，是一种常用的图像增强算法。 不足：对于受噪声影响明显的图像，该算法增强效果不明显。即不能有效地抑制噪声。而且，仅仅利用了图像中的局部信息。 （2）直方图均衡化 优势：能够使得处理后图像的概率密度函数近似服从均匀分布，其结果扩了像素值的动态围，是一种常用的图像增强算法。 不足：不能抑制噪声。 word格式.
（3）平滑算法 优势：去噪效果明显，并且能够较好的保持图像边缘位置和细节。 不足：非线性滤波算法的实现相对线性滤波比较困难。 （3）锐化 优势：图像模糊的部分得到了锐化，特别是模糊的边缘部分得到了增强，边界更加明显。 不足：图像显示清楚的地方，经过滤波发生了失真。
第四章 直方图增强及matlab实现
4.1 直方图均衡化 直方图均衡化是一种最常用的直方图修正。它是把给定图象的直方图分布改造成均匀直方图分布。是间接对比度增强的方法。由信息学的理论来解释，具有最大熵(信息量)的图象为均衡化图象。直观地讲，直方图均衡化导致图象的对比度增加。从原理上讲，直方图均衡化则通过使用累计函数对灰度值进行“调整”以实现对比度的增强。
直方图均衡化基本做法是将每个灰度区间等概率分布代替了原来的随机分布，即增强后的图象中每一灰度级的像元数目大致相同。直方图均衡化可使得面积最大的地物细节得以增强，而面积小的地物与其灰度接近的地物进行合并，形成综合地物。减少灰度等级换取对比度的增大要注意的是，均衡化处理后的图象只能是近似均匀分布。均衡化图象的动态围扩大了，但其本质是扩大了量化间隔，而量化级别反而减少了，因此，原来灰度不同的象素经处理后可能变的相同，形成了一片的相同灰度的区域，各区域之间有明显的边界，从而出现了伪轮廓。
4.2直方图均衡化的公式 直方图进行均衡化变换后得到一幅灰度直方图为均匀分布的新图像
