*实践教学*理工大学计算机与通信学院2012年秋季学期计算机图象处理综合训练题 目： 图像灰度变化程序设计 专业班级：姓 名：学 号：指导教师：成 绩： / 目 录摘要1一、前言3二、算法分析与描述4三、详细设计过程7四、调试过程中出现的问题与相应解决办法9五、程序运行截图与其说明10六、简单操作手册11设计总结12参考资料13致14附录15摘 要计算机图像处理与分析是集光学、数学、计算机科学、电子学、信息论、控制论、物理学、心理学和生理学等学科的一门综合性边缘科学。随着计算机科学的迅猛发展，以与与近代发展的新理论如小波分析、马尔柯夫随机场、分形学、数学形态学、人工智能和人工神经网络等的结合，计算机图像处理与分析近年来获得了长足的进展，呈现出强大的生命力。已在科学研究、工农业生产、军事技术、医疗卫生、教育等许多领域等到广泛的应用，产生了巨大的经济和社会效益，对推动社会发展，改善人们生活水平都起到了重要的作用。本程序设计主要实现对对比度线性展宽、灰级窗处理和直方图均衡化的处理，从而达到我们所需的要求，进而将其应用到特殊领域。在图像处理中主要用VC+编写图像处理程序，并调用C+图像处理的部分部函数进行处理。关键词：数字图像处理；对比度线性展宽；灰度窗处理；直方图均衡化一、 前言图像处理(image processing)，用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的技术。又称影像处理。基本容 图像处理一般指数字图像处理。数字图像是指用数字摄像机、扫描仪等设备经过采样和数字化得到的一个大的二维数组，该数组的元素称为像素，其值为一整数，称为灰度值。图像处理技术的主要容包括图像压缩，增强和复原，匹配、描述和识别3个部分。 常见的处理有图像数字化、图像编码、图像增强、图像复原、图像分割和图像分析等。图像处理一般指数字图像处理。 灰度变换主要针对独立的像素点进行处理，通过改变原始图像数据所占有的灰度围而使图像在视觉上得到改观，没有利用像素点之间的相互关系。因此，灰度变换处理方法也叫点运算。点运算是一种既简单又重要的技术，一幅输入图像经过点运算后将产生一幅新的输出图像，由输入像素点的灰度值决定相应的输入像素点的灰度值。二、算法分析与描述2.1 对比度扩展对比度：通俗地讲，就是亮暗的对比程度。设有一幅图，由于成象时光照不足，使得整幅图偏暗，（灰度围从0到63）；或者成象时光照过强，使得整幅图偏亮，（灰度围从200到255），我们称这些情况为低对比度，即灰度都挤在一起，没有拉开。灰度扩展的意度的目的，图2-1说明对比度扩展的原理思就是把你所感兴趣的灰度围拉开，使得该围的像素，亮的越亮，暗的越暗，从而达到了增强对比度的目的。我们可以用图2-1来说明对比度扩展的原理。图2-1对比度扩展的原理图2.1中的横坐标gold表示原图的灰度值，纵坐标gnew表示gold经过对比度扩展后得到了新的灰度值。a,b,c为三段直线的斜率，因为是对比度扩展，所以斜率b1。g1old和g2old表示原图中要进行对比度扩展的围，g1new和g2new表示对应的新值。用公式表示为显然要得到对比度扩展后的灰度，我们需要知道a,b,c,g1old,g2old五个参数。由于有新图的灰度级别也是255这个约束，所以满足ag1old+b(gold-g1old)+c(255-g2old)=255这个方程。这样，我们只需给出四个参数，而另一个可以代入方程求得。我们假设a=c，这样，我们只要给出b，g1old和g2old，就可以求出a=(255-b(g2old-g1old)/(255-(g2old-g1old)要注意的是，给出的三个参数必须满：(1) b*(g2old-g1old)=255；(2) (g2old-g1old) 1) I = rgb2gray(I); %如果是灰度图就不用先变换 end I = double(I) / 255; I1 = uint8(255 * I * 0.5 + 0.5);imshow(I1);imwrite(I,test.jpg) %显示展宽后的图片3.3灰级窗详细设计clear all;close all;fa=45;fb=160;I=imread(123.bmp);imshow(I);I=rgb2gray(I);figure;imshow(I);m,n=size(I);J=double(I);k2=255/(fb-fa);for i=1:m for j=1:n if I(i,j) fa J(i,j)=0; elseif I(i,j) fb J(i,j)=k2*(I(i,j)-fa); else J(i,j)=0; end endend figure; imshow(J);3.4直方图均衡化处理详细设计img=imread(123.bmp); p=rgb2gray(img); h=imhist(p); h1=h(1:2:256); h2=1:2:256; stem(h2,h1,r-); figure,imhist(p);四、 调试过程中出现的问题与相应解决办法1.本软件大多数功能实现是针对二值图像，如果输入图像为RGB图像如：腐蚀，膨胀将无法处理显示，请先进行RGB图像转二值图像操作后再进行其他处理， 图像在进行二值转换时要注意阙值的大小，以便使得图片的效果最佳。2.其次是图片的路径问题，首先得找到图片所在的位置，否则会显示错误。3.调试过程中要注意Tag的属性设置和String的属性，正确赋值，防止错误运。五、程序运行截图与其说明1.打开文件 图5.12.打开图片后如图5.2 图5.23.点击图像处理下的对比度扩展图5.34. 点击图像处理下的灰级窗处理 图5.45. 点击图像处理下的直方均衡化 图5.56.点击文件目录下的保存进行保存 图5.6六、简单操作手册如果装有matlab软件直接双击导入相应函数之后，点击“回车”键程序，实现相应的功能。运行程序出现界面：图6.1开始界面点击文件，再点击打开，选择原图：点击图像处理,选择灰级窗/对比度线性展宽/直方均衡化 图6.3 图6.4图6.5点击文件,选择保存,保存图像 图6.7设计总结通过本次课程设计，使我对计算机图像处理这门课程有了更深入的理解。计算机图像处理是一门实践性较强的课程，为了学好这门课程，必须在掌握理论知识的同时，加强上机实践。一个人的力量是有限的，要想把课程设计做的更好，就要学会参考一定的资料，吸取别人的经验，让自己和别人的思想有机的结合起来，得出属于你自己的灵感。程序的编写需要有耐心，有些事情看起来很复杂，但问题需要一点一点去解决，分析问题，把问题一个一个划分，划分成小块以后就逐个去解决。再总体解决大的问题。这样做起来不仅有条理也使问题得到了轻松的解决。在这个过程中，我也曾经因为实践经验的缺乏失落过，也曾经仿真成功而热情高涨。生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。虽然这只是一次的极简单的课程制作，可是平心而论，也耗费了我不少的心血，这就让我不得不佩服开发技术的前辈，才意识到老一辈对我们社会的付出，为了人们的生活更美好，他们为我们社会所付出多少心血啊！对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。让我知道了学无止境的道理。我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！通过这次的课程设计我对于专业课的学习有了更加深刻的认识，以为现在学的知识用不上就加以怠慢，等到想用的时候却发现自己的学习原来是那么的不扎实。以后努力学好每门专业课，让自己拥有更多的知识，才能解决更多的问题！参考资料1力，VisualC+高级编程，人民邮电，20022何斌，马天予，王运坚，红莲等编著，VisualC+数字图像处理，人民邮电，20023白乔，左飞，把脉VisualC+，电子工业，20094章毓晋.图像处理和分析基础M.:高等教育.2002.5钟志光,鲁君,伟荣.VC+.NET数字图像处理实例与解析M.清华大学,2003.6汪翔袁辉，Visual C+实践与提高，