造一张低对比度的图像,可以直接用老师给的,不过由于老师给的图像就是一张灰度值范围在0-100这样子的图片,我估计就是老师自己拿线性变换造的。
根据线性变换公式如下所示:
可以得到[a,b]是原图灰度值区间,[a’,b’]是目标图像灰度值区间,也就是把[a,b]拉伸到[a’,b’]这样子,就可以造出一张低对比度图像。代码就不写了。
然后读这张低对比度图像,把它三个通道扯出来作为二维图像。再搞一张第二题需要用到的匹配图像,也把三个通道扯出来。
I0=imread('02.jpg');%需要增强的图像
IR=I0(:,:,1);
IG=I0(:,:,2);
IB=I0(:,:,3);
I1=imread('01.jpg');%读取匹配图,用以系统直方图规定化和后续的函数直方图规定化
I1R=I1(:,:,1);
I1G=I1(:,:,2);
I1B=I1(:,:,3);
线性变换原理就是准备工作里提到的公式,对数变换原理如下:
r就是要变的二维图像图像,注意matlab中log函数的参数得是double过的,对数函数决定了灰度值拉伸的样子,c决定了灰度值拉伸程度。
%线性、对数变换增强
a=0;
b=130;%原图灰度值范围0-130
a1=0;
b1=255;%线性变换后的范围0-255
LT=a1+(b1-a1)/(b-a)*(I0-a); %线性变换
c=50;
LG=c*log(1+double(I0));%对数变换
figure;
subplot(431),imshow(uint8(I0));title('原图');
subplot(432),imshow(uint8(LT));title('线性变换增强图像');
subplot(433),imshow(uint8(LG));title('对数变换增强图像');
subplot(434),imhist(uint8(IR));title('原图R通道');
subplot(435),imhist(uint8(IG));title('原图G通道');
subplot(436),imhist(uint8(IB));title('原图B通道');
subplot(437),imhist(uint8(LT(:,:,1)));title('线性变换增强图像R通道');
subplot(438),imhist(uint8(LT(:,:,2)));title('线性变换增强图像G通道');
subplot(439),imhist(uint8(LT(:,:,3)));title('线性变换增强图像B通道');
subplot(4,3,10),imhist(uint8(LG(:,:,1)));title('对数变换增强图像R通道');
subplot(4,3,11),imhist(uint8(LG(:,:,2)));title('对数变换增强图像G通道');
subplot(4,3,12),imhist(uint8(LG(:,:,3)));title('对数变换增强图像B通道');
系统的很简单没啥好说的,就是把三个通道的东西分别抓出来增强一下,自己编写的我也不是很会,网上抄的,找了两个精简且与众不同的版本。
建两个函数脚本分别叫HEqual,HSpeci,待会把代码塞进去。
主函数:
%系统直方图均衡化
SER=histeq(IR);
SEG=histeq(IG);
SEB=histeq(IB);
SE(:,:,1)=SER;
SE(:,:,2)=SEG;
SE(:,:,3)=SEB;
%系统直方图规定化,匹配图为I1
I1RH=imhist(uint8(I1R));
I1GH=imhist(uint8(I1G));
I1BH=imhist(uint8(I1B));%系统直方图规定化函数的参数为图片和直方图,所以把匹配图转换为直方图
SSR=histeq(IR,I1RH);
SSG=histeq(IG,I1GH);
SSB=histeq(IB,I1BH);
SS(:,:,1)=SSR;
SS(:,:,2)=SSG;
SS(:,:,3)=SSB;
%函数直方图均衡化
FER=HEqual(IR);%用自己编写的函数进行直方图均衡化
FEG=HEqual(IG);
FEB=HEqual(IB);
FE(:,:,1)=FER;
FE(:,:,2)=FEG;
FE(:,:,3)=FEB;
%函数直方图规定化,匹配图为I1
FSR=HSpeci(IR,I1R);%用自己编写的函数进行直方图规定化
FSG=HSpeci(IG,I1G);
FSB=HSpeci(IB,I1B);
FS(:,:,1)=FSR;
FS(:,:,2)=FSG;
FS(:,:,3)=FSB;
%展示
figure;
subplot(321),imshow(uint8(I0));title('原图');
subplot(322),imshow(uint8(I1));title('匹配图');
subplot(323),imshow(uint8(SE));title('系统直方图均衡化');
subplot(324),imshow(uint8(SS));title('系统直方图规定化');
subplot(325),imshow(uint8(FE));title('函数直方图均衡化');
subplot(326),imshow(uint8(FS));title('函数直方图规定化');
函数HEqual:
%编写直方图均衡化函数
function [ dst ] = HEqual( src )
[height,width] = size(src);
NumPixel = zeros(1,256);%进行像素灰度统计;
for i = 1:height
for j = 1: width
NumPixel(src(i,j) + 1) = NumPixel(src(i,j) + 1) + 1;%对应灰度值像素点数量增加一
end
end
ProbPixel = zeros(1,256);%计算灰度分布密度
for i = 1:256
ProbPixel(i) = NumPixel(i) / (height * width * 1.0);
end
CumuPixel = zeros(1,256);%计算累计直方图分布
for i = 1:256
if i == 1
CumuPixel(i) = ProbPixel(i);
else
CumuPixel(i) = CumuPixel(i - 1) + ProbPixel(i);
end
end
CumuPixel = uint8(255 .* CumuPixel + 0.5);%累计分布取整
for i = 1:height%对灰度值进行映射(均衡化)
for j = 1: width
dst(i,j) = CumuPixel(src(i,j)+1);
end
end
end
函数HSpeci:
%编写直方图规定化函数
function [ dst ] = HSpeci( src,match )%参数为两个二维图像,分别为原图src和参考图match
hist = imhist(src);
histRef = imhist(match);
cdf = cumsum(hist) / numel(src);
cdfRef = cumsum(histRef) / numel(match);%求累积概率分布
M = zeros(1,256);
for index = 1 : 256 %计算映射规则
[~,ind] = min(abs(cdf(index) - cdfRef));
M(index) = ind-1;
end
dst = M(double(src)+1);%应用映射规则重新分布灰度值
end
对数变换
直方图均衡化函数书写
直方图规定化函数书写