matlab实现数字图像增强,MATLAB实现数字图像增强处理-王斌

摘要： 讨论了数字图像增强技术中涉及到的直方图均匀化、对比度增强、平滑滤波、锐化等内容及

用MATLAB的实现，同时还分别给出标准的数字图像在各种处理前与处理后的对照图像．

关键词： MA，I1．AB；直方图；直方图均衡化；图像平滑滤波；图像锐化

中图分类号： TN91 文献标识码： B

0 前言

对于一个图像处理系统来说，可将流程分为三个阶段，在获取原始图像后，首先是图像预处理阶段、第

二是特征抽取阶段、第三是识别分析阶段．其中图像预处理阶段尤为重要，如果此阶段处理不当，后面的工

作将无法展开．

实际应用中，我们的系统获取的原始图像并非完美：例如系统获取的原始图像，由于噪声、光照等原

因，使得图像的质量不高，需进行预处理，以达到利于我们提取感兴趣的信息的目的．图像的预处理包括图

像增强、平滑滤波、锐化等内容H J．图像的预处理既可以在空间域实现，也可以在频域内实现，其中空间域

内实现是对图像进行点运算，它是一种既简单又重要的图像处理技术，它能让用户改变图像上像素点的灰

度值，这样通过点运算处理将产生一幅新图像．

MATIAB是一种简单，高效、功能强大的高级语言，在科学与工程计算领域有着广泛的应用前途．在数

字图像处理领域，可应用MATLAB数字图像处理技术进行系统分析与设计．本文介绍了MATLAB提供的图

像处理工具箱函数的用法指南，并辅以应用示例，说明了基于MATIAB，进行数字图像处理的方法．

1 MATLAB数字图像处理的特点

MATLM3全称是Matrix I．aboratory(矩阵实验室)，一开始它是一种专门用于矩阵数值计算的软件，从这

一点上也可以看出，它在矩阵运算上有自己独特的特点晗J．实际运用中MATLM3中的绝大多数的运算都是

通过矩阵这一形式进行的．这一特点决定了MATLM3在处理数字图像上的独特优势．理论上讲，图像是一

种二维的连续函数，然而计算机对图像进行数字处理时，首先必须对其在空间和亮度上进行数字化，这就

是图像的采样和量化的过程．二维图像均匀采样，可得到一幅离散化成M×N样本的数字图像，该数字图

像是一个整数阵列，因而用矩阵来描述该数字图像是最直观最简便的．而MATLM3的长处就是处理矩阵运

算，因此用MATLM3处理数字图像非常的方便．

MATLM3支持五种图像类型，即索引图像、灰度图像、二值图像、RGB图像和多帧图像阵列；支持BMP，

GIF，HDF，JPEG，PCX，PNG，哪，XWD，CUR，ICO等图像文件格式的读、写和显示．MATLAB对图像的处理

功能主要集中在它的图像处理工具箱(Iinage Processing Toolbox)中．图像处理工具箱是由一系列支持图像

处理操作的函数组成，可以进行诸如几何操作、线性滤波和滤波器设计、图像变换、图像分析与图像增强、

二值图像操作以及形态学处理等图像处理操作口 ．

2 MATLAB实现灰度直方图及直方图均衡化

图像直方图是图像处理中一种十分重要的图像分析工具，它描述了一幅图像的灰度级内容，任何一幅

图像的直方图都包含了丰富的信息，它主要用在图像分割，图像灰度变换等处理过程中．从数学上来说图

像直方图是图像各灰度值统计特性与图像灰度值的函数，它统计一幅图像中各个灰度级出现的次数或概

率；从图形上来说，它是一个二维图，横坐标表示图像中各个像素点的灰度级，纵坐标为各个灰度级上图像

各个像素点出现的次数或概率．

在获取的图像中，影响系统图像清晰程度的因素很多，例如室外光照度不够均匀就会造成图像灰度过

于集中；由CCD(摄像头)获得的图像经过A／D(数／模转换，该功能在图像系统中由数字采集卡来实现)转

换、线路传送都会产生噪声污染等等．因此图像质量不可避免的降低了，轻者表现为图像不干净，难于看清

细节；重者表现为图像模糊不清，连概貌也看不出来．因此，在对图像进行分析之前，必须要对图像质量进

行改善，图像增强不考虑图像质量下降的原因，只将图像中感兴趣的特征有选择的突出，而衰减不需要的

特征，它的目的主要是提高图像的可懂度．

MATLAB中提供了专门绘制直方图的函数imhist()、调整对比度函数imadjust()和直方图均衡化函数

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