模糊图像增强方法研究课程设计任务书.docx
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模糊图像增强方法研究课程设计任务书
中北大学
课程设计说明书
学生姓名:
学号:
学院:
专业:
电子信息工程
题目:
模糊图像增强方法研究
指导教师:
职称:
2013年1月4日
课程设计任务书
1.设计目的:
在各种工程或实际生活中获取的图像模糊不清,而此时对图像进行增强方法研究尤为重要。
本课题要求同学对图像增强原理进行学习,在此基础上利用编程语言进行程序的编写,并对不同的增强效果进行比较分析。
2.设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等):
1、查阅资料,研究不同的图像增强方法。
2、打开一副图像,进行不同模糊处理后,进行对比度增强,灰度变换,直方图均衡等进行图像增强,比较不同图像增强等方法进行对原始图像增强,并进行效果的比较。
3、具体分析各种图像增强方法分别适用于什么种类的模糊,给出分析结果。
4、要求四位同学各自应用不同的增强方法来实现。
3.设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕:
课程设计说明书一份
仿真结果
课程设计任务书
4.主要参考文献:
1阮秋琦.数字图像处理学.电子工业出版社,2001
2龚声蓉,刘纯平,王强 .数字图像处理与分析.清华大学出版社,2006
3陈桂明,张明照,戚红雨.应用matlab语言处理数字信号与数字图像.科学出版社,2000
4向世明.VisualC++数字图像与图形处理.电子工业出版社,2001
5景晓军等编著.图像处理技术及其应用.北京:
国防工业出版社,2005
6冈萨雷斯RC.数字图像处理.阮宇智译(第二版).北京:
电子工业出版社,2003
5.设计成果形式及要求:
课程设计说明书
仿真结果
6.工作计划及进度:
2012年
12月24日~12月26日:
查资料;
12月27日~2013年1月1日:
在指导教师指导下设计方案及程序设计;
1月2日~1月3日:
撰写课程设计说明书;
1月4日:
答辩
系主任审查意见:
签字:
年月日
目录
一、简介6
二、空间点处理图像增强7
2.1直接灰度变换方法7
2.1.1灰度线性变换7
2.1.2程序及运行结果8
三、方案比较9
四、心得体会10
参考文献11
一、简介
图像增强技术作为一大类基本的图像处理技术,其目的是对图像进行加工,已得到对具体应用来说视觉效果更“好”,更“有用”的图像。
在图像的产生、传输和变换过程中,由于多种因数的影响,往往使图像与原始景物之间或者与原始图像之间产生某些差异。
这种差异称为变劣或退化。
所以有必要对图像进行恰当的处理,使处理后的图像更适合于人眼观察或有利于从图像获取信息。
本课程设计是对模糊图像进行图像增强。
图像增强技术主要包含直方图修改处理、图像平滑化处理、图像尖锐化处理和彩色处理技术等。
在实际应用中,常常是几种方法联合处理,以便达到预期的增强效果。
从纯技术上讲,图像增强技术基本上可分成两大类:
一类是频域处理法、一类是空域处理法。
频域处理法的基础是卷积定理。
它采用修改图像傅立叶变换的方法实现对图像的增强处理。
空域处理法是直接对图像中的像素进行处理,基本上是以灰度映射变换为基础的。
所用的映射变换取决于增强的目的。
例如增加图像的对比度,改善图像的灰度层次等处理均属于空域处理法。
对每一种劣质特征的图像,有大致相似的增强处理方法。
但是,每一个增强处理方法具有特定的应用范围,对某一幅图像增强效果好的处理方法中,对另一幅图像可能完全不适用。
因此,图像增强处理的过程是一个选择,对比的过程,通过运用多种增强处理,观察效果,从中选出最适合的处理方法。
二、空间点处理图像增强
点处理实际上是一种图象灰度变换,它将输入图象
中灰度
,通过映射函数
映射成输出图象
中的灰度
,与图象象素位置及被处理象素邻域灰度无关。
其映射函数和变换示意图如下:
(1)
图1映射函数和变换示意图
图象的点处理操作关键在于设计合适的映射函数(曲线),映射函数的设计有两类方法,一类是根据图象特点和处理工作需求,人为设计映射函数,试探其处理效果;另一类设计方法是从改变图象整体的灰度分布出发,设计一种映射函数,使变换后图象灰度直方图达到或接近预定的形状。
前者为直接灰度变换方法,后者为图象直方图修整方法,将在后面一一介绍。
2.1直接灰度变换方法
图像中常会出现对比度不够的情况,这可能是因图像记录装置的动态范围太小所至,也可能是由于摄影过程中原先曝光不足所造成的。
增大对比度的方法是简便的,可通过灰度范围的线性变换来达到。
我们假定原图像
的灰度范围是[a,b],变换后图像
的灰度范围希望扩大到[m,n],那么应采用下述线性变换:
(2)
2.1.1灰度线性变换
灰度修正是图像增强技术中一种比较简单但又十分重要的方法。
由于图像的亮度范围不足或非线性会使图像的对比度不是很理想,可用像素幅度重新分配的方法来改善图像的对比度。
扩大图像的灰度范围可以用线性映射的方法,此外,也可以使其压缩,或者对灰度进行分段处理,也就是根据图像特点和要求在某段区间中进行压缩而在另外区间中进行扩展。
对输入图象灰度作线性扩张或压缩,映射函数为一个直线方程,其表达式和演示控件如下:
(3)
其中:
相当于变换直线的斜率,
相当于截距;
2.1.2程序及运行结果:
%灰度线性变换
I=imread('12.tif');
figure;
subplot(2,2,1);
imshow(I);
subplot(2,2,2);
imhist(I);
J=imadjust(I,[0.30.7],[]);
subplot(2,2,3);
imshow(J);
subplot(2,2,4);
imhist(J);
图2灰度线性变换结果图
四、方案比较
1、灰度线性变换把原始图像的灰度范围强行扩展为显示装置所允许的最大灰度范围,从而提高了整幅图像的对比度,使原来观察不到的一些图像细节可能更加突出了。
2、经过直方图均衡化处理后,图像变的清晰了,从直方图来看,处理后的图像直方图分布更均匀了,在每个灰度级上图像都有像素点。
但是直方图均衡化存在着两个缺点:
1)变换后图像的灰度级减少,某些细节消失;
2)某些图像,如直方图有高峰,经处理后对比度不自然的过分增强。
3、伪彩色处理将原始图像(黑白或彩色)中我们感兴趣的成分,以某种特定的彩色来表示为具有另外一种彩色分布的图像。
4、采用小波变换的反锐化掩模算法较之传统算法有着明显的优越性。
首先,小波变换使得图像中不同分辨率的细节特性随尺度的不同而分离开来,避免了以往工作中通过不断调整滤波器窗口大小来选择增强效果的繁琐工作。
其次,在不同尺度下的小波分量分别进行增强,原图像中不论较粗还是较细的轮廓都能够同时得到增强,由于小波变换具有多分辨率分析的特性,因此经小波变换处理后的图像,细节部分清晰、层次感强,一些在原图中隐约的细节特征得到突出,增强效果比较明显。
五、心得体会
本次课程设计是数字图像处理的课程设计,运用的是学过的数字图像处理和MATLAB等相关知识,总的说,通过本次图像增强的设计,真正体验到了一个设计从前期的找资料到后来的排版,自己调试这样一个一个完整的设计过程。
在这个过程里将以前所学的知识进行了综合的运用,发现了自己很多不足的地方,理论知识与实际应用之间的距离也充分的体现了出来。
当然,更多的是学到了很多的东西,为以后的设计打好基础。
课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程,回顾起此次图像增强设计,至今我仍感慨颇多,的确,从选题到定稿,从理论到实践,在几天日子里,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很多很多的的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固,通过这次课程设计之后,一定把以前所学过的知识重新温故。
参考文献
1阮秋琦.数字图像处理学.电子工业出版社,2001
2龚声蓉,刘纯平,王强 .数字图像处理与分析.清华大学出版社,2006
3陈桂明,张明照,戚红雨.应用matlab语言处理数字信号与数字图像.科学出版社,2000
4向世明.VisualC++数字图像与图形处理.电子工业出版社,2001
5景晓军等编著.图像处理技术及其应用.北京:
国防工业出版社,2005
6冈萨雷斯RC.数字图像处理.阮宇智译(第二版).北京:
电子工业出版社,2003
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