數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)91128

1、數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)(一)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1）、了解“數(shù)字圖像處理系統(tǒng)”的基本組成結(jié)構(gòu)； 2）、掌握微型數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的基本操作方法； 3）、體驗(yàn)主要數(shù)字圖像處理內(nèi)容的效果。二、實(shí)驗(yàn)的軟、硬件平臺(tái)： 硬件： 微型圖像處理系統(tǒng)， 包括：主機(jī)， PC機(jī)； T圖像卡：CA-CPE-1000 攝像機(jī)；軟件： 操作系統(tǒng)：WINDOWS2000 應(yīng)用軟件： 數(shù)字圖像處理演示軟件。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1）、圖像信息獲??； 2）、圖像存儲(chǔ)； 3）、觀察直方圖均衡化處理的效果； 4）、觀察圖像邊緣增強(qiáng)處理效果； 5）、拍攝自己的標(biāo)準(zhǔn)像。四、實(shí)驗(yàn)步驟： 1、圖像信息的獲?。?1）、激活軟件； 2）、調(diào)整攝像機(jī)的光圈和聚焦

2、，攝取一張明暗合適的圖像； 3）、存儲(chǔ)圖像； 4）、調(diào)出該圖像，驗(yàn)證是否成功存儲(chǔ)了該圖像。2、觀察圖像均衡化處理效果 1）、激活圖像處理軟件； 2）、調(diào)整攝像機(jī)光圈，攝取一張偏暗的圖像并存儲(chǔ)該圖像； 3）、調(diào)用演示程序中的直方圖統(tǒng)計(jì)功能，觀察直方圖形狀； 4）、調(diào)用直方圖均衡化處理功能，觀察處理結(jié)果，同時(shí)調(diào)用直方圖統(tǒng)計(jì)功能，觀察直方圖形狀；5）、調(diào)整攝像機(jī)光圈，拍攝一幅偏亮的圖像，并存儲(chǔ)； 6）、調(diào)用直方圖統(tǒng)計(jì)功能，觀察直方圖形狀； 7）、調(diào)用直方圖均衡化處理功能進(jìn)行處理； 8）、調(diào)用直方圖統(tǒng)計(jì)功能，統(tǒng)計(jì)其直方圖； 3、觀察圖像邊緣增強(qiáng)處理效果 1）、調(diào)出已存的圖像； 2）、調(diào)用邊緣增強(qiáng)處理功

3、能； 3）、觀察處理效果。4、拍攝同學(xué)本人的標(biāo)準(zhǔn)像及側(cè)面像； 1）、激活系統(tǒng)； 2）、調(diào)整攝像機(jī)的光圈和聚焦，獲得清晰的圖像； 3）存儲(chǔ)該圖像（文件名用同學(xué)們的本名）；五、基本原理介紹直方圖均衡化 圖像對(duì)比度增強(qiáng)的方法可以分成兩類:一類是直接對(duì)比度增強(qiáng)方法;另一類是間接對(duì)比度增強(qiáng)方法。直方圖拉伸和直方圖均衡化是兩種最常見的間接對(duì)比度增強(qiáng)方法。直方圖拉伸是通過(guò)對(duì)比度拉伸對(duì)直方圖進(jìn)行調(diào)整，從而“擴(kuò)大”前景和背景灰度的差別，以達(dá)到增強(qiáng)對(duì)比度的目的，這種方法可以利用線性或非線性的方法來(lái)實(shí)現(xiàn);直方圖均衡化則通過(guò)使用累積函數(shù)對(duì)灰度值進(jìn)行“調(diào)整”以實(shí)現(xiàn)對(duì)比度的增強(qiáng)。 直方圖均衡化處理的“中心思想”是把原始圖

4、像的灰度直方圖從比較集中的某個(gè)灰度區(qū)間變成在全部灰度范圍內(nèi)的均勻分布。直方圖均衡化就是對(duì)圖像進(jìn)行非線性拉伸，重新分配圖像像素值，使一定灰度范圍內(nèi)的像素?cái)?shù)量大致相同。直方圖均衡化就是把給定圖像的直方圖分布改變成“均勻”分布直方圖分布。這種方法通常用來(lái)增加許多圖像的局部對(duì)比度，尤其是當(dāng)圖像的有用數(shù)據(jù)的對(duì)比度相當(dāng)接近的時(shí)候。通過(guò)這種方法，亮度可以更好地在直方圖上分布。這樣就可以用于增強(qiáng)局部的對(duì)比度而不影響整體的對(duì)比度，直方圖均衡化通過(guò)有效地?cái)U(kuò)展常用的亮度來(lái)實(shí)現(xiàn)這種功能六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析1）變換后圖像的灰度級(jí)減少，某些細(xì)節(jié)消失； 2）某些圖像，如直方圖有高峰，經(jīng)處理后對(duì)比度不自然的過(guò)分增強(qiáng)。3）原始圖像

5、的灰度直方圖從比較集中的某個(gè)灰度區(qū)間變成在全部灰度范圍內(nèi)的均勻分布。4）對(duì)比度的增強(qiáng)。5）這種方法對(duì)于背景和前景都太亮或者太暗的圖像非常有用，這種方法尤其是可以帶來(lái)X光圖像中更好的骨骼結(jié)構(gòu)顯示以及曝光過(guò)度或者曝光不足照片中更好的細(xì)節(jié)。這種方法的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)是它是一個(gè)相當(dāng)直觀的技術(shù)并且是可逆操作，如果已知均衡化函數(shù)，那么就可以恢復(fù)原始的直方圖，并且計(jì)算量也不大。這種方法的一個(gè)缺點(diǎn)是它對(duì)處理的數(shù)據(jù)不加選擇，它可能會(huì)增加背景雜訊的對(duì)比度并且降低有用信號(hào)的對(duì)比度。七、思考問(wèn)題 直方圖均衡化處理對(duì)偏暗的圖像比較有效，如果圖像偏亮，能否運(yùn)用直方圖均衡化處理方法改善圖像質(zhì)量？如果可以，請(qǐng)說(shuō)出理由，如果不理想

6、，也請(qǐng)說(shuō)明理由。您是否有辦法應(yīng)用直方圖均衡化處理方法改善偏亮圖像的質(zhì)量？說(shuō)明您的思路。答：不理想直方圖均衡化處理提高對(duì)比度，從而使圖像更亮。它對(duì)處理的數(shù)據(jù)不加選擇，它可能會(huì)增加背景雜訊的對(duì)比度并且降低有用信號(hào)的對(duì)比度。直方圖均衡化能夠自動(dòng)增強(qiáng)整個(gè)圖像的對(duì)比度，但它的具體增強(qiáng)效果不容易控制，處理的結(jié)果總是得到全局均勻化的直方圖。實(shí)際上有時(shí)需要變換直方圖，使之成為某個(gè)特定的形狀，從而有選擇地增強(qiáng)某個(gè)灰度值范圍內(nèi)的對(duì)比度。 這時(shí)可以采用比較靈活的直方圖規(guī)定化。一般來(lái)說(shuō)正確地選擇規(guī)定化的函數(shù)可以獲得比直方圖均衡化更好的效果。 所謂直方圖規(guī)定化，就是通過(guò)一個(gè)灰度映像函數(shù)，將原灰度直方圖改造成所希望的直方圖。所以，直方圖修正的關(guān)鍵就是灰度映像函數(shù)。 直方圖匹配方法主要有3個(gè)步驟（這里設(shè)M和N分別為原始圖和規(guī)定圖中的灰度級(jí)數(shù)，且只考慮 NM的情況）： (1) 如同均衡化方法中，對(duì)原始圖的直方圖進(jìn)行灰度均衡化： (2) 規(guī)定需要的直方圖，并計(jì)