灰度阀值变换及二值化

灰度阀值变换及二值化
灰度阀值变换及二值化

当图像的像素点的灰度大于T 的时候,设置这个点为全黑,要不然为全白。这样可以只选择我们感兴趣的领域。

im2bw(I,level); %阈值法从灰度图、RGB 图创建二值图。level 为人工设定阈值(threshold value),范围为[0 ,1]

最大类间方差法(OTSU 算法)

最大类间方差法是由日本学者大津(Nobuyuki Otsu)于1979年提出的,是一种自适应的阈值确定的方法,又叫大律法,简称OTSU 。它是按图像的灰度特性,将图像分成背景和目标2部分。背景和目标之间的类间方差越大,说明构成图像的2部分的差别越大,当部分目标错分为背景或部分背景错分为目标都会导致2部分差别变小。因此,使类间方差最大的分割意味着错分概率最小。

在Matlab 中, graythresh 函数使用最大类间方差法获得图像的阈值。

()T

x T x x f ≥

(注意标点‘‘要换一下)

I = imread(‘beauty_yellowflowers.jpg’); thresh= graythresh(I);%自适应设置阀值bw1 = im2bw(I, thresh);

bw2 = im2bw(I, 130/255);%手工设置阀值subplot(1,3,1);imshow(I);title(‘original’)

subplot(1,3,2);imshow(bw1);title(‘autoset_thresh’);

subplot(1,3,3);imshow(bw2); title(‘thresh=130’);

最小分类错误全局二值化算法(kittlerMet 算法)

函数源代码:

function imagBW = kittlerMet(imag)

% KITTLERMET binarizes a gray scale image 'imag' into a binary image

% Input:

% imag: the gray scale image, with black foreground(0), and white

% background(255).

% Output:

% imagBW: the binary image of the gray scale image 'imag', with kittler's

% minimum error thresholding algorithm.

% Reference:

% J. Kittler and J. Illingworth. Minimum Error Thresholding. Pattern

% Recognition. 1986. 19(1):41-47

MAXD = 100000;

imag = imag(:,:,1);

[counts, x] = imhist(imag); % counts are the histogram. x is the intensity level. GradeI = length(x); % the resolusion of the intensity. i.e. 256 for uint8.

J_t = zeros(GradeI, 1); % criterion function

prob = counts ./ sum(counts); % Probability distribution

meanT = x' * prob; % Total mean level of the picture

% Initialization

w0 = prob(1); % Probability of the first class

miuK = 0; % First-order cumulative moments of the histogram up to the kth level. J_t(1) = MAXD;

n = GradeI-1;

for i = 1 : n

w0 = w0 + prob(i+1);

miuK = miuK + i * prob(i+1); % first-order cumulative moment

if (w0 < eps) || (w0 > 1-eps)

J_t(i+1) = MAXD; % T = i

else

miu1 = miuK / w0;

miu2 = (meanT-miuK) / (1-w0);

var1 = (((0 : i)'-miu1).^2)' * prob(1 : i+1);

var1 = var1 / w0; % variance

var2 = (((i+1 : n)'-miu2).^2)' * prob(i+2 : n+1);

var2 = var2 / (1-w0);

if var1 > eps && var2 > eps % in case of var1=0 or var2 =0

J_t(i+1) = 1+w0 * log(var1)+(1-w0) * log(var2)-2*w0*log(w0)-2*(1-w0)*log(1-w0);

else

J_t(i+1) = MAXD;

end

end

end

minJ = min(J_t);

index = find(J_t == minJ);

th = mean(index);

th = (th-1)/n

imagBW = im2bw(imag, th);

% figure, imshow(imagBW), title('kittler binary');

MATLAB程序:

I = imread('beauty_yellowflowers.jpg');

imagSW = kittlerMet(I);%Kittler 算法

bw1 = im2bw(I, 130/255);%手工设置阀值

subplot(1,3,1);imshow(I);title('original');

subplot(1,3,2);imshow(imagSW);title('kittler binary');

subplot(1,3,3);imshow(bw1); title('thresh=130');

结果:

Niblack二值化算法:

Niblack二值化算法是比较简单的局部阈值方法,阈值的计算公式是T = m + k*v,其中m为以该像素点为中心的区域的平均灰度值,v是该区域的标准差,k是一个系数。

matlab程序如下:

I = imread(' beauty_yellowflowers.jpg ');

I = rgb2gray(I);

w = 2;%

max = 0;

min = 0;

[m,n] = size(I);

T = zeros(m ,n );

%

for i = (w + 1):(m - w)

for j = (w + 1):(n - w)

sum = 0;

for k = -w:w

for l = -w:w

sum = sum + uint32(I(i + k,j + l));

end

end

average = double(sum) /((2*w+1)*(2*w+1));

s = 0;

for k = -w:w

for l = -w:w

s = s + (uint32(I(i + k,j + l)) - average)*(uint32(I(i + k,j + l)) - average);

end

end

s= sqrt(double(s)/((2*w+1)*(2*w+1)));

T(i,j) = average + 0.2*s;

end

end

for i = 1:m

for j = 1:n

if I(i,j) > T(i,j)

I(i,j) = uint8(255);

else

I(i,j) = uint8(0);

end

end

end

imshow(I);

此种算法速度很慢,一直都没等到结果,也有可能是程序中有死循环,,费解

改进的算法如下:(也挺费时间的,效果不好)

I = imread(' beauty_yellowflowers.jpg ');

I = rgb2gray(I);

[m,n] = size(I);

block = 10;

ver = floor(m/block);

hor = floor(n/block);

T = zeros(m,n);

for b_ver = 1:block

for b_hor = 1: block

% T((ver * (b_ver - 1)+1) : (ver *b_ver),(hor *(b_hor - 1) + 1):(hor*b_hor)) = otsu(I((ver * (b_ver - 1)+1) : (ver *b_ver),(hor *(b_hor - 1) + 1):(hor*b_hor)));

t = 0;

for i = (ver * (b_ver - 1)+1) : (ver * b_ver)

for j = (hor * (b_hor - 1) + 1):(hor * b_hor)

t = t + uint32(I(i,j));

end

end

t = double(t)/(ver * hor);

std_deviation = 0;

for i = (ver * (b_ver - 1)+1) : (ver * b_ver)

for j = (hor * (b_hor - 1) + 1):(hor * b_hor)

std_deviation = std_deviation + (uint32(I(i,j)) - t)*(uint32(I(i,j)) - t);

end

end

std_deviation = sqrt(double(std_deviation)/(ver*hor));

thr = t + 0.2*std_deviation;

for i = (ver * (b_ver - 1)+1) : (ver * b_ver)

for j = (hor * (b_hor - 1) + 1):(hor * b_hor)

if I(i,j) > uint8(floor(thr))

T(i,j) = 255;

else

T(i,j) = 0;

end

end

end

end

end

imshow(T);

效果(不怎么好):

图像灰度变换实验报告

图像灰度变换报告 一.实验目的 1.学会使用Matlab ; 2.学会用Matlab 软件对图像进行灰度变换,观察采用各种不同灰度变换发法对最终图像效果的影响; 二.实验内容 1.熟悉Matlab 中的一些常用处理函数 读取图像:img=imread('filename'); //支持TIF,JPEG,GIF,BMP,PNG 等文件格式。 显示图像:imshow(img,G); //G 表示显示该图像的灰度级数,如省略则默认为256。 保存图片:imwrite(img,'filename'); //不支持GIF 格式,其他与imread 相同。 亮度变换:imadjust(img,[low_in,high_in],[low_out,high_out]); //将low_in 至high_in 之间的值映射到low_out 至high_out 之 间,low_in 以下及high_in 以上归零。 绘制直方图:imhist(img); 直方图均衡化:histeq(img,newlevel); //newlevel 表示输出图像指定的灰度级数。 2.获取实验用图像:rice.jpg. 使用imread 函数将图像读入Matlab 。 3 .产生灰度变换函数T1,使得: 0.3r r < 0.35 s = 0.105 + 2.6333(r – 0.35) 0.35 ≤ r ≤ 0.65 1 + 0.3(r – 1) r > 0.65 用T1对原图像rice.jpg 进行处理,使用imwrite 函数保存处理后的新图像。 4.产生灰度变换函数T2,使得: s = 5.用T2imwrite 保存处理后的新图像。 6.分别用 s = r 0.6; s = r 0.4; s = r 0.3 对kids.tiff 图像进行处理。为简便起见,使用Matlab 中的imadjust 函数,最后用imwrite 保存处理后的新图像。 7.对circuit.jpg 图像实施反变换(Negative Transformation )。s =1-r; 使

迭代阈值法

数字图像处理的目的之一是图像识别, 而图像分割是图像识别工作的基础。图像分割是指把图像分解成具有特性的区域并提取出感兴趣目标的技术和过程,是计算机视觉领域的一个重要而且基本的问题,分割结果的好坏将直接影响到视觉系统的性能。因此从原理,应用和应用效果的评估上深入研究图像分割技术具有十分重要的意义。 本课题主要介绍了图像分割的基本知识。图像分割的算法有阈值分割法,边缘检测法,区域分割等,本设计重点介绍了基于最小点阈值方法,基于最优阈值分割方法,基于迭代图像分割方法,最大类间方差法(OTSU)的图像分割法的原理和他们的MATLAB的实现代码与运行结果。 关键词:图像分割;MATLAB;阈值分割;

1 课程设计目的 (3) 2 课程设计要求 (3) 3 相关知识 (3) 3.1 图像分割的概述 (3) 3.2 阈值分割的基本原理 (4) 3.3 阈值分割方法的分类 (5) 3.3.1 基于点的全局阈值方法 (6) 3.3.2 基于区域的全局阈值方法 (6) 3.3.3 局部阈值法和多阈值法 (6) 4 程设计分析 (6) 4.1 基于迭代的方法实现图像切割 (6) 4.2 最大类间方差的方法实现图像切割 (7) 5 程序设计 (8) 5.1 程序简单介绍 (8) 5.2 程序代码 (8) 6 结果与分析 (11) 结束语 (13) 参考文献 (14)

迭代阈值法 1 课程设计目的 本设计的课题任务是掌握图像阈值分割算法研究,实现对图像的分割。了解图像分割的应用及基本方法,理解阈值化图像分割原理,理解三类典型的阈值化分割算法,并利用之进行图像分割,给出实验结果并做出分析。 2 课程设计要求 ⑴查阅相关资料; ⑵理解基于各像素值的阈值分割算法,基于区域性质的阈值分割算法, 基于坐 标位置的阈值分割算;软件编程实现利用基于各像素值的阈值分割算法进行图像分割,要求完成如下内容:包括极小值点阈值、最优阈值、迭代阈值,基于最大方差的阈值,基于最大熵的阈值等方法,利用之实现图像分割,这里的图像可以针对核磁共振图像 ⑶用MATLAB实现,并观察各算法之间的区别。 3 相关知识 3.1 图像分割的概述 在对图像的研究和应用中,人们往往仅对图像中的某些部分感兴趣,这些部分称为目标或前景(其他部分称为背景),他们一般对应图像中特定的、具有独特性质的区域。为了辨识和分析目标,需要将他们分离提取出来,在此基础上才有可能对目标进一步利用。图像分割就是指把图像分成格局特性的区域并提取出感兴趣目标的技术和过程。这里特性可以是象素的灰度、颜色、纹理等,预先定义的目标可以对应单个区域,也可以对应多个区。现有的图像分割算法有:阈值分割、边缘检测和区域提取法。本文着重研究基于阈值法的图像分割技术。 所谓图像分割是指根据灰度、彩色、空间纹理、几何形状等特征把图像划分成若干个互不相交的区域,使得这些特征在同一区域内,表现出一致性或相似性,

matlab图像处理图像灰度变换直方图变换

附录1 课程实验报告格式 每个实验项目包括:1)设计思路,2)程序代码,3)实验结果,4)实验中出现的问题及解决方法。 实验一:直方图灰度变换 A:读入灰度图像‘debye1.tif’,采用交互式操作,用improfile绘制一条线段的灰度值。 imread('rice.tif'); imshow('rice.tif'),title('rice.tif'); improfile,title('主对角线上灰度值')

B:读入RGB图像‘flowers.tif’,显示所选线段上红、绿、蓝颜色分量的分布imread('flowers.tif'); imshow('flowers.tif'),title('flowers.tif'); improfile,title('主对角线红绿蓝分量') C:图像灰度变化 f=imread('rice.png'); imhist(f,256); %显示其直方图 g1=imadjust(f,[0 1],[1 0]); %灰度转换,实现明暗转换(负片图像) figure,imshow(g1)%将0.5到0.75的灰度级扩展到范围[0 1] g2=imadjust(f,[0.5 0.75],[0 1]); figure,imshow(g2) 图像灰度变换处理实例: g=imread('me.jpg'); imshow(g),title('原始图片'); h=log(1+double(g)); %对输入图像对数映射变换 h=mat2gray(h); %将矩阵h转换为灰度图片

h=im2uint8(h); %将灰度图转换为8位图 imshow(h),title('转换后的8位图'); 运行后的结果: 实验二:直方图变换 A:直方图显示 I=imread('cameraman.tif'); %读取图像 subplot(1,2,1),imshow(I) %输出图像 title('原始图像') %在原始图像中加标题 subplot(1,2,2),imhist(I) %输出原图直方图 title('原始图像直方图') %在原图直方图上加标题运行结果如下:

数字图像处理实验二 图像灰度变换

实验二 图像灰度变换实验一、 实验目的熟悉亮度变换函数的使用熟悉灰度图像的直方图的表示;掌握图像增强的基本方法:灰度变换、直方图均衡;二、实验内容灰度线性变换、灰度直方图、直方图均衡处理;灰度变换是图像增强的一种重要手段,使图像对比度扩展,图像更加清晰,特征更加明显。灰度级的直方图给出了一幅图像概貌的描述,通过修改灰度直方图来得到图像增强。三、实验原理1.函数imadjust 函数imadjust 是对灰度图像进行亮度变换的基本命令,语法为: g = imadjust(f, [low_in high_in], [low_out high_out], gamma) 将图像f 中的亮度值(灰度值)映射到新图像g 中,即将low_in 至high_in 之间的值映射到low_out 至high_out 之间的值。low_in 以下的灰度值映射为low_out ,high_in 以上的灰度值映射为high_out ,函数imadjust 的矩阵[ ]内参数均指定在0和1之间,[low_in high_in]和[low_out high_out]使用空矩阵[ ]会得到默认值[0 1]。若high_out 小于low_out ,则输出图像会反转。 参数gamma 指定了曲线(变换函数)的形状,若gamma 小于1,则映射被加权至更高(更亮)的输出值;若gamma 大于1,则映射被加权至更低(更暗)的输出值。若省略了函数的参量gamma ,则gamma 默认为1——即线性映 射。 >>f = imread(‘filename’)>>imshow(f)>>g1 = imadjust(f, [0 1], [1 0]); %图像反转>>figure, imshow(g1) %figure 命令表示同时显示多个窗口 >>g2 = imadjust(f, [0.5 0.75], [0 1]); %将0.5至0.75之间的灰度级扩展到范围0和1之间 >>figure, imshow(g2) >>g3 = imadjust(f, [ ], [ ], 2) %使用gamma 值 >>figure, imshow(g3)

几种常见的阈值分割算法核心代码

阈值分割 1/*===============================图像分割 =====================================*/ 2 /*-------------------------------------------------------------------------- -*/ 3/*手动设置阀值*/ 4 IplImage* binaryImg = cvCreateImage(cvSize(w, h),IPL_DEPTH_8U, 1); 5 cvThreshold(smoothImgGauss,binaryImg,71,255,CV_THRESH_BINARY); 6 cvNamedWindow("cvThreshold", CV_WINDOW_AUTOSIZE ); 7 cvShowImage( "cvThreshold", binaryImg ); 8//cvReleaseImage(&binaryImg); 9 /*---------------------------------------------------------------------------*/ 10/*自适应阀值 //计算像域邻域的平均灰度,来决定二值化的值*/ 11 IplImage* adThresImg = cvCreateImage(cvSize(w, h),IPL_DEPTH_8U, 1); 12double max_value=255; 13int adpative_method=CV_ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C;//CV_ADAPTIVE_THRESH_MEAN_C 14int threshold_type=CV_THRESH_BINARY; 15int block_size=3;//阈值的象素邻域大小 16int offset=5;//窗口尺寸 17 cvAdaptiveThreshold(smoothImgGauss,adThresImg,max_value,adpative_method, threshold_type,block_size,offset); 18 cvNamedWindow("cvAdaptiveThreshold", CV_WINDOW_AUTOSIZE ); 19 cvShowImage( "cvAdaptiveThreshold", adThresImg ); 20 cvReleaseImage(&adThresImg); 21 /*-------------------------------------------------------------------------- -*/ 22/*最大熵阀值分割法*/ 23IplImage* imgMaxEntropy = cvCreateImage(cvGetSize(imgGrey),IPL_DEPTH_8U,1); 24 MaxEntropy(smoothImgGauss,imgMaxEntropy); 25 cvNamedWindow("MaxEntroyThreshold", CV_WINDOW_AUTOSIZE ); 26 cvShowImage( "MaxEntroyThreshold", imgMaxEntropy );//显示图像 27 cvReleaseImage(&imgMaxEntropy ); 28 /*-------------------------------------------------------------------------- -*/ 29/*基本全局阀值法*/ 30 IplImage* imgBasicGlobalThreshold = cvCreateImage(cvGetSize(imgGrey),IPL_DEPTH_8U,1); 31 cvCopyImage(srcImgGrey,imgBasicGlobalThreshold);

实验一Matlab图像处理基础及图像灰度变换

实验一Matlab图像处理基础及图像灰度变换 一、实验目的 了解Matlab平台下的图像编程环境,熟悉Matlab中的DIP (Digital Image Processing)工具箱;掌握Matlab中图像的表示方法,图像类型、数据类型的种类及各自的特点,并知道怎样在它们之间进行转换。掌握Matlab环境下的一些最基本的图像处理操作,如读图像、写图像、查看图像信息和格式、尺寸和灰度的伸缩等等;通过实验掌握图像直方图的描绘方法,加深直方图形状与图像特征间关系间的理解;加深对直方图均衡算法的理解。 二、实验内容 1.从硬盘中读取一幅灰度图像; 2.显示图像信息,查看图像格式、大小、位深等内容; 3.用灰度面积法编写求图像方图的Matlab程序,并画图; 4.把第3步的结果与直接用Matlab工具箱中函数histogram的结果进行比较,以衡量第3步中程序的正确性。 5.对读入的图像进行直方图均衡化,画出处理后的直方图,并比较处理前后图像效果的变化。 三、知识要点 1.Matlab6.5支持的图像图形格式 TIFF, JEPG, GIF, BMP, PNG, XWD (X Window Dump),其中GIF不支持写。 2.与图像处理相关的最基本函数 读:imread; 写:imwrite; 显示:imshow; 信息查看:imfinfo; 3.Matlab6.5支持的数据类 double, unit8, int8, uint16, int16, uint32, int32, single, char (2 bytes per element), logical. 4.Matlab6.5支持的图像类型 Intensity images, binary images, indexed images, RGB image 5.数据类及图像类型间的基本转换函数 数据类转换:B = data_class_name(A);

数字图像处理报告 图像二值化

数字图像处理实验报告 实验二灰度变换 实验目的:通过实验掌握灰度变换的基本概念和方法 实验内容: 掌握基本的灰度变换:图像反转、对数变换、幂次变换和二值化1.图像反转、对数变换、幂次变换 I=imread('fengjing.jpg'); J=im2double(I); subplot(2,3,1),imshow(J); title('原图'); K=255-I; subplot(2,3,2),imshow(K); title('图象反转'); L=3.*log(1+J); subplot(2,3,3),imshow(L);title('图象对数,系数为3'); M=10.*log(1+J); subplot(2,3,4),imshow(M);title('图象对数,系数为10'); N=10.*(J.^0.2); subplot(2,3,5),imshow(N);title('图象指数变换,γ=0.2'); P=10.*(J.^2.5); subplot(2,3,6),imshow(P);title('图象指数变换,γ=2.5'); 2.图象二值化 方法一:

I=imread('fengjing.jpg'); % 确定大小subplot(1,2,1),imshow(I);title('原图象'); [m,n]=size(I); for i=1:m for j=1:n if I(i,j)<128 I(i,j)=0; else I(i,j)>=128 & I(i,j)<256 I(i,j)=255; end end end subplot(1,2,2),imshow(I);title('图象二值化');方法二: I=imread('fengjing.jpg'); % 确定大小subplot(1,2,1),imshow(I);title('原图象'); J=find(I<128); I(J)=0; J=find(I>=128); I(J)=255; title('图像二值化(阈值为128)'); subplot(1,2,2),imshow(I);title('图象二值化');

图像二值化算法研究与实现

图像二值化算法研究与实现 摘要:图像二值化是图像预处理中的一项重要技术,在模式识别、光学字符识别、医学成像等方面都有重要应用。论文介绍了图像及数字图像处理技术的一些概念和相关知识;对VC++ 软件的发展和软件在图像处理中的应用做了简要介绍;还介绍了图像二值化算法以及利用VC++软件工具进行算法的实现。论文重点实现了图像分割技术中常用灰度图像二值化算法,如Otsu算法、Bernsen算法,并对这些算法运行的实验结果进行分析与比较。 关键词:图像处理;二值化;VC++; 1.引言 1.1 图像与数字图像 图像就是用各种观测系统观测客观世界获得的且可以直接或间接作用与人眼而产生视觉的实体。视觉是人类从大自然中获取信息的最主要的手段。拒统计,在人类获取的信息中,视觉信息约占60%,听觉信息约占20%,其他方式加起来才约占20%。由此可见,视觉信息对人类非常重要。同时,图像又是人类获取视觉信息的主要途径,是人类能体验的最重要、最丰富、信息量最大的信息源。通常,客观事物在空间上都是三维的(3D)的,但是从客观景物获得的图像却是属于二维(2D)平面的。 数字图像:数字图像是将连续的模拟图像经过离散化处理后得到的计算机能够辨识的点阵图像。在严格意义上讲,数字图像是经过等距离矩形网格采样,对幅度进行等间隔量化的二维函数。因此,数字图像实际上就是被量化的二维采样数组。 1.2 数字图像处理技术内容与发展现状 数字图像处理就是采用一定的算法对数字图像进行处理,以获得人眼视觉或者某种接受系统所需要的图像处理过程。图像处理的基础是数字,主要任务是进行各种算法设计和算法实现。 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。初创期开始与20世纪60年代,当时的图像采用像素型光栅进行少秒显示,大多采用中、大型机对其处理。在这一时期,由于图像存储成本高、处理设备昂贵,其应用面很窄。进入20世纪70年代的发展期,开始大量采用中、小型机进行处理,图像处理也逐渐改用光栅扫描方式,特别是CT和卫星遥感图像的出现,对图像处理技术的发展起到了很好的推动作用。到了20世纪80年代,图像处理技术进入普及期,此时的微机已经能够担当起图形图像处理的任务。超大规模集成电路(Very Large Scale Integration, VLSI)的出现更使处理速度大大提高,设备造价也进一步降低,极大地促进了图形图像系统的普及和应用。20世纪90年代是图像处理技术的实用化时期,图像处理的信息量巨大,对处理速度的要求极高。 1.3 图像二值化原理及意义 图像二值化是指用灰度变换来研究灰度图像的一种常用方法,即设定某一阈值将灰度

用matlab实现图像灰度变换课程设计

课程设计报告册 课程名称: MATLAB课程设计 课题名称:灰度变换增强 专业班级: 姓名: Bob Wang 学号: 15164 课程设计主要场所:信息楼220 时间: 指导教师:成绩:

前言 数字图像处理技术是20世界60年代发展起来的一门新兴学科,随着图像处理理论和方法的进一步完善,使得数字图像处理技术在各个领域得到了广泛应用,并显示出广阔的应用前景。MATLAB既是一种直观、高效的计算机语言,同时又是一个科学计算平台。它为数据分析和数据可视化、算法和应用程序开发提供了最核心的数学和高级图形工具。根据它提供的500多个数学和工程函数,工程技术人员和科学工作者可以在它的集成环境中交互或变成以完成各自的计算。MATLAB中集成了功能强大的图像处理工具箱。由于MATLAB语言的语法特征与C语言极为相似,而且更加简单,更加符合科技人员对数学表达式的书写格式,而且这种语言可移植性好、可扩展性强,再加上其中有丰富的图像处理函数,所以MATLAB在图像处理的应用中具有很大的优势。 MATLAB是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言,能够满足科学、工程计算和绘图的要求,与其它计算机语言相比,其特点是简洁和智能化,适应科技专业人员的思维方式和书写习惯,使得编程和调试效率大大提高。我们学习掌握MATLAB,也可以说是在科学工具上与国际接轨。

目录 一、课程设计目的 (2) 二、设计任务及容 (2) 三、课题设计实验条件 (3) 四、涉及知识 (3) 五、具体设计过程及调试 (4) 5.1、图像的读入和显示 5.1.1、打开图像 (4) 5.1.2、显示原图像 (5) 5.1.3、图像灰度处理 (7) 5.1.4、显示灰阶后图像 (8) 5.2、直方图均衡化 5.2.1、生成直方图 (10) 5.2.2、直方图均衡化 (12) 5.3、灰度变换 5.3.1、线性变换 (9) 5.3.2、分段线性变换 (9) 5.3.3、非线性变换.................................... (9) 六、心得体会 (17) 七、参考文献 (18) 八、程序清单 (19)

数字图像处理试卷1.docx

-、单项选择题(从下列各题四个备选答案中选出一个?正确答案,并将其代号填在题前的括号内。答案选错或未作选择者,该题不得分。每小题1分,共10分) (d )1 ?一幅灰度级均匀分布的图象,其灰度范围在[0, 255],则该图象的信息量为: a. 0 b.255 c.6 d.8 (b )2?图象与灰度直方图间的对应关系是: a.—一对应 b.多对一 c.一对多 d.都不对 )3?下列算法屮属于局部处理的是: a.灰度线性变换b?二值化 c ?傅立叶变换d.中值滤波 )4 ?下列算法中属于点处理的是: a ?梯度锐化 b.二值化 c ?傅立叶变换d.中值滤波 )6.下列算法中属于图象平滑处理的是: a ?梯度锐化 b ?直方图均衡c?中值滤波 https://www.360docs.net/doc/ed8067296.html,placian 增强 )7下列图象边缘检测算子屮抗噪性能最好的是: a.梯度算子 b.Prcwitt 算子 c.Roberts 算子 d. Laplacian 算子 )8?釆用模板[?1 1]主要检测___ 方向的边缘。 a.水平b?45。 c ?垂直 d.l35° (d )9 ?二值图象屮分支点的连接数为: a.O b.l d.3 a )10?対一幅100U00像元的图象,若每像元用8 bit表示其灰度值,经霍夫曼编码后 压缩图象的数据暈为40000bit,则图象的压缩比为: a.2:l b.3:l c.4:l d.l:2 二、填空题(每空1分,共15分) 1.图像锐化除了在空间域进行外,也可在频率域进行。 2.图像处理中常用的两种邻域是4■邻域和8■邻域o 3.直方图修正法包扌舌直方图均衡和直方图规定化两种方法。 6.低通滤波法是使高频成分受到抑制而让低频成分顺利通过,从而实现图像平滑 &一般來说,采样间距越大,图象数据量一少,质量差;反之亦然。 三、名词解释(每小题3分,共15分)

图像二值化中阈值选取方法研究

目录 摘要 ................................................................. III Abstract............................................................... IV 第一章绪论. (1) 1.1 图像与数字图像 (1) 1.2 数字图像处理技术内容与发展现状 (2) 1.3 灰度图像二值化原理及意义 (4) 第二章软件工具——MATLAB (6) 2.1 MATLAB概述 (6) 2.2 MATLAB的工作环境 (6) 2.3 MATLAB图像处理工具箱 (8) 2.4 工具箱实现的常用功能 (9) 第三章图像二值化方法 (11) 3.1 课题研究对象 (11) 3.2 二值化方法研究动态 (13) 3.3 全局阈值法 (18) 3.4 局部阈值法 (18) 第四章 Otsu方法和Bernsen方法 (20) 4.1 Otsu算法分析 (20) 4.2 Otsu方法流程图 (22) 4.3 Bernsen算法分析 (23) 4.4 Bernsen方法流程图 (23) 第五章 Otsu方法和Bernsen方法实验比较 (25) 5.1 Otsu方法实验结果分析 (25)

5.2 Bernsen方法结果分析 (27) 5.3 0tsu方法和Bernsen方法实验结果比较 (28) 5.4 结论 (29) 结束语 (31) 参考文献 (32) 致谢 (33) 附录:源代码 (34)

摘要 在人类获取的信息中,视觉信息约占60%,听觉约占20%,其它约占20%。由此可见,视觉信息对人类非常重要。同时,图像是人类获取视觉信息的主要途径。图像二值化是图像预处理中的一项重要技术,在模式识别、光学字符识别、医学成像等方面都有重要应用。论文介绍了图像及数字图像处理技术的一些概念和相关知识;对Matlab7.0 软件的发展和软件在图像处理中的应用做了简要介绍;还介绍了灰度图像二值化方法以及利用Matlab7.0软件工具进行算法的实现。课题重点实现了图像分割技术中灰度图像二值化方法,如Otsu算法、Bernsen算法,并对这些算法运行的实验结果进行分析与比较。 关键词:图像处理,二值化,Matlab,Otsu算法,Bernsen算法

matlab图像的灰度变换

实验二 图像的灰度变换 一、实验目的 1、 理解数字图像处理中点运算的基本作用; 2、 掌握对比度调整与灰度直方图均衡化的方法。 二、实验原理 1、对比度调整 如果原图像f (x , y )的灰度范围是[m , M ],我们希望对图像的灰度范围进行线性调整,调整后的图像g (x , y )的灰度范围是[n , N ],那么下述变换: []n m y x f m M n N y x g +---=),(),(就可以实现这一要求。 MATLAB 图像处理工具箱中提供的imadjust 函数,可以实现上述的线性变换对比度调整。imadjust 函数的语法格式为: J = imadjust(I,[low_in high_in], [low_out high_out]) J = imadjust(I, [low_in high_in], [low_out high_out])返回原图像I 经过直方图调整后的新图像J ,[low_in high_in]为原图像中要变换的灰度范围,[low_out high_out]指定了变换后的灰度范围,灰度范围可以用 [ ] 空矩阵表示默认范围,默认值为[0, 1]。 不使用imadjust 函数,利用matlab 语言直接编程也很容易实现灰度图像的对比度调整。但运算的过程中应当注意以下问题,由于我们读出的图像数据一般是uint8型,而在MATLAB 的矩阵运算中要求所有的运算变量为double 型(双精度型)。因此读出的图像数据不能直接进行运算,必须将图像数据转换成双精度型数据。 2、直方图均衡化 直方图均衡化的目的是将原始图像的直方图变为均衡分布的形式,即将一已知灰度概率密度分布的图像,经过某种变换变成一幅具有均匀灰度概率密度分布的新图像,从而改善图像的灰度层次。 MATLAB 图像处理工具箱中提供的histeq 函数,可以实现直方图的均衡化。 三、实验内容及要求 1、 用MATLAB 在自建的文件夹中建立example2.m 程序文件。在这个文件的程序中,将girl2.bmp 图像文件读出,显示它的图像及灰度直方图(可以发现其灰度值集中在一段区

数字图像处理实验报告

目录 实验一:数字图像的基本处理操作....................................................................... 错误!未定义书签。:实验目的 .............................................................................................................. 错误!未定义书签。:实验任务和要求..................................................................................................... 错误!未定义书签。:实验步骤和结果..................................................................................................... 错误!未定义书签。:结果分析................................................................................................................. 错误!未定义书签。实验二:图像的灰度变换和直方图变换............................................................... 错误!未定义书签。:实验目的 .............................................................................................................. 错误!未定义书签。:实验任务和要求..................................................................................................... 错误!未定义书签。:实验步骤和结果..................................................................................................... 错误!未定义书签。:结果分析................................................................................................................. 错误!未定义书签。实验三:图像的平滑处理....................................................................................... 错误!未定义书签。:实验目的 .............................................................................................................. 错误!未定义书签。:实验任务和要求..................................................................................................... 错误!未定义书签。:实验步骤和结果..................................................................................................... 错误!未定义书签。:结果分析................................................................................................................. 错误!未定义书签。实验四:图像的锐化处理......................................................................................... 错误!未定义书签。:实验目的 .............................................................................................................. 错误!未定义书签。:实验任务和要求..................................................................................................... 错误!未定义书签。:实验步骤和结果..................................................................................................... 错误!未定义书签。:结果分析................................................................................................................. 错误!未定义书签。

图像处理灰度变换实验

一. 实验名称:空间图像增强(一) 一.实验目的 1.熟悉和掌握利用matlab工具进行数字图像的读、写、显示、像素处理等数字图像处理的基本步骤和流程。 2.熟练掌握各种空间域图像增强的基本原理及方法。 3.熟悉通过灰度变换方式进行图像增强的基本原理、方法和实现。 4.熟悉直方图均衡化的基本原理、方法和实现。 二.实验原理 (一)数字图像的灰度变换 灰度变换是图像增强的一种经典而有效的方法。灰度变换的原理是将图像的每一个像素的灰度值通过一个函数,对应到另一个灰度值上去从而实现灰度的变换。常见的灰度变换有线性灰度变换和非线性灰度变换,其中非线性灰度变换包括对数变换和幂律(伽马)变换等。 1、线性灰度变换 1)当图像成像过程曝光不足或过度,或由于成像设备的非线性和图像记录设备动态范围太窄等因素,都会产生对比度不足的弊病,使图像中的细节分辨不清,图像缺少层次。这时,可将灰度范围进行线性的扩展或压缩,这种处理过程被称为图像的线性灰度变换。对灰度图像进行线性灰度变换能将输入图像的灰度值的动态范围按线性关系公式拉伸扩展至指定范围或整个动态范围。 2)令原图像f(x,y)的灰度范围为[a,b],线性变换后得到图像g(x,y),其灰度范围为[c,d],则线性灰度变换公式可表示为

a y x f b y x f a b y x f c c a y x f a b c d d y x g <≤≤>?????+---=),(),(),(, ,]),([,),( (1) 由(1)式可知,对于介于原图像f (x,y )的最大和最小灰度值之间的灰度值,可通过线性变换公式,一一对应到灰度范围[c,d]之间,其斜率为(d-c)/(b-a);对于小于原图像的最小灰度值或大于原图像的最大灰度值的灰度值,令其分别恒等于变换后的最小和最大灰度值。变换示意图如图1所示。 图1 线性灰度变换示意图 当斜率大于一时,变换后的灰度值范围得到拉伸,图像对比度得到提高;当斜率小于一时,变换后的灰度值范围被压缩,最小与最大灰度值的差变小,图像对比度降低;当斜率等于一时,相当于对图像不做变换。 3)由上述性质可知,线性灰度变换能选择性地加强或降低特定灰度值范围内的对比度,故线性灰度变换同样也可做分段处理:对于有价值的灰度范围,将斜率调整为大于一,用于图像细节;对于不重要的灰度范围,将图像压缩,降低对比度,减轻无用信息的干扰。最常用的分段线性变换的方法是分三段进行线性变换。 在原图像灰度值的最大值和最小值之间设置两个拐点,在拐点处,原图像的灰度值分别为r 1,r 2,该拐点对应的变换后的图像的灰度值分别为s 1,s 2,另外,取原图像灰度的最小值为r 0,最大值为r m ,对应的变换后的灰度值分别为s 0,s m 。

数字图像处理实验报告

数字图像处理实验报告实验一数字图像基本操作及灰度调整 一、实验目的 1)掌握读、写图像的基本方法。 2)掌握MATLAB语言中图像数据与信息的读取方法。 3)理解图像灰度变换处理在图像增强的作用。 4)掌握绘制灰度直方图的方法,理解灰度直方图的灰度变换及均衡化的方法。 二、实验内容与要求 1.熟悉MATLAB语言中对图像数据读取,显示等基本函数 特别需要熟悉下列命令:熟悉imread()函数、imwrite()函数、size()函数、Subplot()函数、Figure()函数。 1)将MA TLAB目录下work文件夹中的forest、tif图像文件读出、用到imread,imfinfo 等文件,观察一下图像数据,了解一下数字图像在MA TLAB中的处理就就是处理一个矩阵。将这个图像显示出来(用imshow)。尝试修改map颜色矩阵的值,再将图像显示出来,观察图像颜色的变化。 2)将MA TLAB目录下work文件夹中的b747、jpg图像文件读出,用rgb2gray()将其转化为灰度图像,记为变量B。 2.图像灰度变换处理在图像增强的作用 读入不同情况的图像,请自己编程与调用Matlab函数用常用灰度变换函数对输入图像进行灰度变换,比较相应的处理效果。 3.绘制图像灰度直方图的方法,对图像进行均衡化处理 请自己编程与调用Matlab函数完成如下实验。 1)显示B的图像及灰度直方图,可以发现其灰度值集中在一段区域,用imadjust函 数将它的灰度值调整到[0,1]之间,并观察调整后的图像与原图像的差别,调整后的灰度直方图与原灰度直方图的区别。 2)对B进行直方图均衡化处理,试比较与源图的异同。 3)对B进行如图所示的分段线形变换处理,试比较与直方图均衡化处理的异同。

灰度图像二值化方法matlab代码

OTSU算法代码: I=imread('****'); th=graythresh(I); J=im2bw(I,th); subplot(121) imshow(I); subplot(122) imshow(J); Bernsen算法代码: clc; clear all close all I=imread('****'); [m,n] = size(I); I_gray=double(I); T=zeros(m,n); M=3; N=3; for i=M+1:m-M for j=N+1:n-N max=1;min=255; for k=i-M:i+M for l=j-N:j+N if I_gray(k,l)>max max=I_gray(k,l); end if I_gray(k,l)

for i=1:m for j=1:n if I_gray(i,j)>T(i,j) I_bw(i,j)=255; else I_bw(i,j)=0; end end end subplot(121),imshow(I); subplot(122),imshow(I_bw); 改进的Bernsen算法代码:clc; clear all close all I=imread('****'); I_gray=double(I); [m,n] = size(I); a=0.3; A=0;T1=0;S=0; for i=1:m for j=1:n A=A+I_gray(i,j) ; end end A=A*0.9; while(S

图像灰度变换增强

图像灰度变换增强 摘要:灰度变换是基于点操作的增强方法,它将每一个像素的灰度值按照一定的数学变换公式转换为一个新的灰度值,如增强处理中的对比度增强。对比度增强可以采用线性拉伸和非线性拉伸。线性拉伸可以将原始输入图像中的灰度值不加区别地扩展。如果要求对局部扩展拉伸某一范围的灰度值,或对不同范围的灰度值进行不同的拉伸处理时,采用分段线性拉伸。非线性拉伸常采用对数扩展和指数扩展。对数扩展拉伸低亮度去,压缩高亮度区;指数扩展拉伸了高亮区,压缩了低亮度区。 关键词:图像增强,灰度变换,线性变换,分段线性变换,非线性变换 一. 概述 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,一般情况下改善的方法有两类:图像增强和图像复原。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。图像复原技术与增强技术不同,它需要了解图像质量下降的原因,首先要建立"降质模型",再利用该模型,恢复原始图像。 根据图像增强处理过程所在的空间不同,图像增强可分为空余增强法和频域增强法两大类。频域增强是在图像的某种变换域内,对图像的变换系数值进行运算,即作某种修正,然后通过逆变换获得增强了的图像。空域增强则是指直接在图像所在的二维空间进行增强处理,既增强构成图像的像素。空域增强法主要有灰度变换增强,直方图增强,图像平滑和图像锐化等。 图像的灰度变换处理是图像增强处理技术中一种非常基础,直接的空间域图像处理法,也是图像数字化软件和图像显示软件的一个重要组成部分。灰度变换是指根据某种目标条件按一定变换关系逐点改变原图像中每一个像素灰度值的方法。目的是为了改善画质,使图像的显示效果更加清晰。 二. 灰度变换处理 灰度变换的过程可表示为:)],([),(y x f T y x g ,它是指将输入图像中每个像素

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