图像增强实验.docx
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图像增强实验
数字图像处理实验报告
1-图像增强
学生姓名：
学号：
实验时间：
地点：
指导教师:
实验名称：
图像增强
试验目的
（1）MATLAB中的实验验证。
通过在MATLAB环境中相关函数的调用，验证图像增强的结果，增强感性认识，促进对课程内容的理解。
（2）通过编写C++程序。
进一步理解算法的实现过程，为在实际项目软件中的应用打下基础。
实验内容
（1）MATLAB中的实验验证
1灰度线性变换，利用imadjust等
2直方图均衡化，利用histeq等
3基于模版的平滑滤波验,证各种滤波模板对椒盐噪声的滤波效果。
filter2,imfilter等函数。
4中值滤波，验证对中值滤波椒盐噪声的滤波效。
medfilt2等函数。
5图像锐化。
验证图像锐化效果。
edge,filter2,gradient等函数。
（2）c语言直方图均衡化编程
用VC++编写程序，将自己的YUV格式的照片转换成灰度图像，并进行直方图均衡化处理，结果存放到res.yuv文件。
后附参考程序代码。
实验记录与结果分析：
（1）①利用imadjust函数来实现灰度的线性化。
先读出图像finley.jpg，然后调用matlab函数imadjust，实现灰度线性化。
程序详见附录1.1，调整结果如下：
调整前：
调整后：
由此可见视觉效果得到明显改善。
②利用histeq函数实现直方图均衡化。
先读出图像finley.jpg，然后调用matlab函数histeq，实现直方图均衡化，最后在显示图像。
程序详见附录1.2。
其图像变化结果和直方图如下：
均衡前：
均衡后：
由此可见，直方图均衡化后，图像均匀性得到了很好的改善。
③基于模版的平滑滤波验。
先读出图像finley.jpg，然后调用matlab函数imnoise给图像加上高斯白噪声（为什么加高斯白噪声，因为这种噪声最常见），用书上的P116页的相关模板，构造滤波器来实现相关滤波。
程序详见附录1.3.结果如下：
原图像：
加过噪声以及滤波图像如下：
④中值滤波。
先读出图像finley.jpg，然后调用matlab函数imnoise给图像加上高斯白噪声，再通过中值滤波函数medfilt2来给图像进行中值滤波。
程序详见1.4.结果如下：
⑤图像锐化。
先读出图像finley.jpg，然后调用matlab函数edge对图像进行边缘锐化。
程序详见附录1.5.结果如下：
（2）c语言直方图均衡化编程。
根据公式以及理论对图像的均衡化进行C语言的实现，首先把finley.jpg转成finley.yuv格式然后对文件读取，处理，最后放回原文件。
程序详见2。
结果如下：
处理前：
处理后：
实验小结
本次实验可谓是收货颇多，我不仅学会了用matlab简单的处理数字图像，还会用c语言创建exe软件了并且能自己做一些简单的图像处理并把它做成想要的软件，如果再加以学习，就可以成功的编出像Photoshop一样的软件，在这高速发展的社会能掌握这样的技能还是非常不错的。
附录（源程序等）
程序1.1：
%====读出图像finley.jpg====%
i=imread（'E:
\电力\数字图像处理\实验\实验二\finley.jpg'）;
i=rgb2gray（i）;%转成灰度图像
figure
（1）;
subplot（121）
imshow（i）;%显示原图像
subplot（122）
imhist（i）;%画出频率分布直方图
j=imadjust（i,[0.3,0.7],[]）;%图像的均衡化调整
figure
（2）
subplot（121）
imshow（j）;%画出均衡化调整之后的图像
subplot（122）
imhist（j）%画出调整之后的频率分布直方图
程序1.2：
%====读出图像finley.jpg====%
i=imread（'E:
\电力\数字图像处理\实验\实验二\finley.jpg'）;
i=rgb2gray（i）;%转成灰度图像
j=histeq（i）;%直方图的均衡化
%======均衡化之前的图像======%
subplot（121）
imshow（i）;
subplot（122）
imhist（i）;
%=====均衡化之后的图像====%
figure
（2）;
subplot（121）;
imshow（j）;
subplot（122）
imhist（j）;
程序1.3：
%====读出图像finley.jpg====%
i=imread（'E:
\电力\数字图像处理\实验\实验二\finley.jpg'）;
i=rgb2gray（i）;%转成灰度图像
figure
（1）
imshow（i）;
I=imnoise（i,'gaussian'）;%给图像见高斯白噪声
%定义相关模板
h0=1/9.*[111;111;111];
h1=1/10.*[111;121;111];
h2=1/16.*[121;242;121];
h3=1/8.*[111;101;111];
h4=1/2.*[01/40;1/411/4;01/40];
%用上述模板进行滤波
g0=imfilter（I,h0）;
g1=imfilter（I,h1）;
g2=imfilter（I,h2）;
g3=imfilter（I,h3）;
g4=imfilter（I,h4）;
%画图显示
figure
（2）
subplot（231）
imshow（I）;
title（'噪声图像'）
subplot（232）
imshow（g0）;
title（'平滑滤波'）
subplot（233）
imshow（g1）;
title（'h1模板处理结果'）
subplot（234）
imshow（g2）;
title（'高斯模板处理结果'）
subplot（235）
imshow（g3）;
title（'h3模板处理结果'）
subplot（236）
imshow（g4）;
title（'用h4模板处理结果'）
程序1.4：
%====读出图像finley.jpg====%
i=imread（'E:
\电力\数字图像处理\实验\实验二\finley.jpg'）;
i=rgb2gray（i）;%转成灰度图像
I=imnoise（i,'gaussian'）;%给图像见高斯白噪声
k=medfilt2（I）;%中值滤波
%画图像
subplot（121）
imshow（I）;
title（'噪声图像'）;
subplot（122）;
imshow（k）;
title（'中值滤波后图像'）;
程序1.5：
%====读出图像finley.jpg====%
i=imread（'E:
\电力\数字图像处理\实验\实验二\finley.jpg'）;
i=rgb2gray（i）;%转成灰度图像
BW=edge（i,'roberts',0.1）;%求罗伯茨梯度
figure;imshow（BW）;
title（'图像锐化'）;
程序2：
（其中黑体部分是程序功能部分其他为建立对话框的辅助部分）
//adjustDlg.cpp:
implementationfile
//
#include"stdafx.h"
#include"adjust.h"
#include"adjustDlg.h"
#ifdef_DEBUG
#definenewDEBUG_NEW
#undefTHIS_FILE
staticcharTHIS_FILE[]=__FILE__;
#endif
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CAboutDlgdialogusedforAppAbout
classCAboutDlg:
publicCDialog
{
public:
CAboutDlg（）;
//DialogData
//{{AFX_DATA（CAboutDlg）
enum{IDD=IDD_ABOUTBOX};
//}}AFX_DATA
//ClassWizardgeneratedvirtualfunctionoverrides
//{{AFX_VIRTUAL（CAboutDlg）
protected:
virtualvoidDoDataExchange（CDataExchange*pDX）;//DDX/DDVsupport
//}}AFX_VIRTUAL
//Implementation
protected:
//{{AFX_MSG（CAboutDlg）
//}}AFX_MSG
DECLARE_MESSAGE_MAP（）
};
CAboutDlg:
:
CAboutDlg（）:
CDialog（CAboutDlg:
:
IDD）
{
//{{AFX_DATA_INIT（CAboutDlg）
//}}AFX_DATA_INIT
}
voidCAboutDlg:
:
DoDataExchange（CDataExchange*pDX）
{
CDialog:
:
DoDataExchange（pDX）;
//{{AFX_DATA_MAP（CAboutDlg）
//}}AFX_DATA_MAP
}
BEGIN_MESSAGE_MAP（CAboutDlg,CDialog）
//{{AFX_MSG_MAP（CAboutDlg）
//Nomessagehandlers
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP（）
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CAdjustDlgdialog
CAdjustDlg:
:
CAdjustDlg（CWnd*pParent/*=NULL*/）
:
CDialog（CAdjustDlg:
:
IDD,pParent）
{
//{{AFX_DATA_INIT（CAdjustDlg）
//NOTE:
theClassWizardwilladdmemberinitializationhere
//}}AFX_DATA_INIT
//NotethatLoadIcondoesnotrequireasubsequentDestroyIconinWin32
m_hIcon=AfxGetApp（）->LoadIcon（IDR_MAINFRAME）;
}
voidCAdjustDlg:
:
DoDataExchange（CDataExchange*pDX）
{
CDialog:
:
DoDataExchange（pDX）;
//{{AFX_DATA_MAP（CAdjustDlg）
//NOTE:
theClassWizardwilladdDDXandDDVcallshere
//}}AFX_DATA_MAP
}
BEGIN_MESSAGE_MAP（CAdjustDlg,CDialog）
//{{AFX_MSG_MAP（CAdjustDlg）
ON_WM_SYSCOMMAND（）
ON_WM_PAINT（）
ON_WM_QUERYDRAGICON（）
ON_BN_CLICKED（IDC_BUTTON1,adjust）
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP（）
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CAdjustDlgmessagehandlers
BOOLCAdjustDlg:
:
OnInitDialog（）
{
CDialog:
:
OnInitDialog（）;
//Add"About..."menuitemtosystemmenu.
//IDM_ABOUTBOXmustbeinthesystemcommandrange.
ASSERT（（IDM_ABOUTBOX&0xFFF0）==IDM_ABOUTBOX）;
ASSERT（IDM_ABOUTBOX<0xF000）;
CMenu*pSysMenu=GetSystemMenu（FALSE）;
if（pSysMenu!
=NULL）
{
CStringstrAboutMenu;
strAboutMenu.LoadString（IDS_ABOUTBOX）;
if（!
strAboutMenu.IsEmpty（））
{
pSysMenu->AppendMenu（MF_SEPARATOR）;
pSysMenu->AppendMenu（MF_STRING,IDM_ABOUTBOX,strAboutMenu）;
}
}
//Settheiconforthisdialog.Theframeworkdoesthisautomatically
//whentheapplication'smainwindowisnotadialog
SetIcon（m_hIcon,TRUE）;//Setbigicon
SetIcon（m_hIcon,FALSE）;//Setsmallicon
//TODO:
Addextrainitializationhere
returnTRUE;//returnTRUEunlessyousetthefocustoacontrol
}
voidCAdjustDlg:
:
OnSysCommand（UINTnID,LPARAMlParam）
{
if（（nID&0xFFF0）==IDM_ABOUTBOX）
{
CAboutDlgdlgAbout;
dlgAbout.DoModal（）;
}
else
{
CDialog:
:
OnSysCommand（nID,lParam）;
}
}
//Ifyouaddaminimizebuttontoyourdialog,youwillneedthecodebelow
//todrawtheicon.ForMFCapplicationsusingthedocument/viewmodel,
//thisisautomaticallydoneforyoubytheframework.
voidCAdjustDlg:
:
OnPaint（）
{
if（IsIconic（））
{
CPaintDCdc（this）;//devicecontextforpainting
SendMessage（WM_ICONERASEBKGND,（WPARAM）dc.GetSafeHdc（）,0）;
//Centericoninclientrectangle
intcxIcon=GetSystemMetrics（SM_CXICON）;
intcyIcon=GetSystemMetrics（SM_CYICON）;
CRectrect;
GetClientRect（&rect）;
intx=（rect.Width（）-cxIcon+1）/2;
inty=（rect.Height（）-cyIcon+1）/2;
//Drawtheicon
dc.DrawIcon（x,y,m_hIcon）;
}
else
{
CDialog:
:
OnPaint（）;
}
}
//Thesystemcallsthistoobtainthecursortodisplaywhiletheuserdrags
//theminimizedwindow.
HCURSORCAdjustDlg:
:
OnQueryDragIcon（）
{
return（HCURSOR）m_hIcon;
}
voidCAdjustDlg:
:
adjust（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
unsignedchar*pic_from=NULL,*pic_to=NULL;
intw=352,h=288,Pixels=w*h,ImgBytes=Pixels*1.5;
doublen[256]={0.0},N=Pixels;
doublep[256]={0.0};
doubles[256]={0.0};
doubler[256]={0};
inti,k;
FILE*fp_from=fopen（"C:
\\finley","rb"）;
FILE*fp_to=fopen（"C:
\\finley_adjust","wb"）;
pic_from=（unsignedchar*）malloc（ImgBytes）;
pic_to=（unsignedchar*）malloc（ImgBytes）;
//从文件读取
fread（pic_from,1,ImgBytes,fp_from）;
//-->n,0~N
for（i=0;i{
k=pic_from[i];
n[k]++;
}
//-->p0~1
for（k=0;k<256;k++）
{
p[k]=n[k]/N;
}
s[0]=p[0];
for（k=1;k<256;k++）
{
s[k]=s[k-1]+p[k];
}
for（k=0;k<256;k++）
{
r[k]=（int）（s[k]*255+0.5）;
}
memset（pic_to,127,ImgBytes）;
for（i=0;i{
k=pic_from[i];
pic_to[i]=r[k];
}
fwrite（pic_to,1,ImgBytes,fp_to）;
if（pic_from）
free（pic_from）;
if（pic_to）
free（pic_to）;
if（fp_from）
fclose（fp_from）;
if（fp_to）
fclose（fp_to）;
}
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