数字图像处理实验报告 直方图均衡化.docx
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数字图像处理实验报告直方图均衡化
课程设计
课程名称数字图像处理
题目名称直方图均衡化
学生学院信息工程学院
专业班级08级电信2班
学号3208002664
学生姓名陈慕仪
指导教师曹江中
2011年7月1日
设计题目：
直方图均衡化
1、直方图的理论基础：
（1）直方图概念：
灰度直方图表示图像中每种灰度出现的频率。
（2）直方图的作用：
反映一幅图像的灰度分布特性
（3）直方图的计算：
式中：
nk为图像中出现rk级灰度的像素数，n是图像像素总数，而nk/n即为频数。
2、设计目的：
产生一幅灰度级分布具有均匀概率密度的图像，扩展像素取值的动态范围，达到了图象增强的目的。
3、直方图均衡化的效果：
1）变换后直方图趋向平坦，灰级减少，灰度合并。
2）原始象含有象素数多的几个灰级间隔被拉大了，压缩的只是象素数少的几个灰度级，实际视觉能够接收的信息量大大地增强了，增加了图象的反差。
同时，也增加了图象的可视粒度。
4、离散情况下的直方图均衡化的算法：
A、列出原始图像的灰度级
B、统计各灰度级的像素数目
C、计算原始图像直方图各灰度级的频数
D、计算累积分布函数
F、应用以下公式计算映射后的输出图像的灰度级，P为输出图像灰度级的个数，其中INT为取整符号：
G、用的映射关系修改原始图像的灰度级，从而获得直方图近似为均匀分布的输出图像。
3、源程序代码
//cqxhistView.cpp:
implementationoftheCCqxhistViewclass
#include"stdafx.h"
#include"cqxhist.h"
#include"cqxhistDoc.h"
#include"cqxhistView.h"
#ifdef_DEBUG
#definenewDEBUG_NEW
#undefTHIS_FILE
staticcharTHIS_FILE[]=__FILE__;
#endif
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CCqxhistView
IMPLEMENT_DYNCREATE（CCqxhistView,CView）
BEGIN_MESSAGE_MAP（CCqxhistView,CView）
//{{AFX_MSG_MAP（CCqxhistView）
ON_COMMAND（ID_OPEN_IMAGE,OnOpenImage）
ON_COMMAND（ID_HIST_IMAGE,OnHistImage）
//}}AFX_MSG_MAP
//Standardprintingcommands
ON_COMMAND（ID_FILE_PRINT,CView:
:
OnFilePrint）
ON_COMMAND（ID_FILE_PRINT_DIRECT,CView:
:
OnFilePrint）
ON_COMMAND（ID_FILE_PRINT_PREVIEW,CView:
:
OnFilePrintPreview）
END_MESSAGE_MAP（）
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CCqxhistViewconstruction/destruction
CCqxhistView:
:
CCqxhistView（）
{
//TODO:
addconstructioncodehere
}
CCqxhistView:
:
~CCqxhistView（）
{
}
BOOLCCqxhistView:
:
PreCreateWindow（CREATESTRUCT&cs）
{
//TODO:
ModifytheWindowclassorstylesherebymodifying
//theCREATESTRUCTcs
returnCView:
:
PreCreateWindow（cs）;
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CCqxhistViewdrawing
voidCCqxhistView:
:
OnDraw（CDC*pDC）
{
CCqxhistDoc*pDoc=GetDocument（）;
ASSERT_VALID（pDoc）;
//TODO:
adddrawcodefornativedatahere
if（m_dib.m_bLoaded==true）//判断是否加载图像
{
//获取图像宽和高
intnw=m_dib.GetDIBWidth（）;
intnh=m_dib.GetDIBHeight（）;
//显示图像（具体的参数见CDIB类的该函数说明）
m_dib.ShowDIB（pDC,10,10,nw,nh,m_dib.m_pDIBData,m_dib.m_pBMI）;
m_dib.ShowDIB（pDC,400,10,nw,nh,m_dib.m_pDumpDIBData,m_dib.m_pBMI）;
}
if（m_bHist==true）
{
//绘制原图像的直方图
CStringstr;
intnh=m_dib.GetDIBHeight（）;
inti;
//画坐标轴
//绘制坐标轴
pDC->MoveTo（410,nh+20）;//（410，nh+20）是直方图的左上角坐标
//垂直轴
pDC->LineTo（410,nh+200）;//（410，nh+200）是直方图的左下角坐标
//水平轴
pDC->LineTo（710,nh+200）;//（710，nh+200）是直方图的右下角坐标
//写X轴刻度值
str.Format（"0"）;
pDC->TextOut（410,nh+200+10,str）;
str.Format（"50"）;
pDC->TextOut（460,nh+200+10,str）;
str.Format（"100"）;
pDC->TextOut（510,nh+200+10,str）;
str.Format（"150"）;
pDC->TextOut（560,nh+200+10,str）;
str.Format（"200"）;
pDC->TextOut（610,nh+200+10,str）;
str.Format（"255"）;
pDC->TextOut（665,nh+200+10,str）;
//绘制X轴刻度
for（i=0;i<256;i+=25）
{
if（（i&1）==0）
{
//10的倍数
pDC->MoveTo（i+10,nh+200-2）;
pDC->LineTo（i+10,nh+200+2）;
}
else
{
//10的倍数
pDC->MoveTo（i+10,nh+200-2）;
pDC->LineTo（i+10,nh+200+2）;
}
}
//绘制X轴箭头
pDC->MoveTo（705,nh+200-5）;
pDC->LineTo（710,nh+200）;
pDC->LineTo（705,nh+200+5）;
//绘制y轴箭头
pDC->MoveTo（410,nh+20）;
pDC->LineTo（405,nh+20+5）;
pDC->MoveTo（410,nh+20）;
pDC->LineTo（415,nh+20+5）;
intmax=0;
for（i=0;i<256;i++）
if（m_yuan[i]>max）
max=m_yuan[i];
for（i=0;i<256;i++）
{
pDC->MoveTo（410+i,nh+200）;
pDC->LineTo（410+i,nh+200-（m_yuan[i]*160/max））;
}
}
if（m_bHist==true）
{
//绘画直方图
CStringstr;
intnh=m_dib.GetDIBHeight（）;
inti;
//画坐标轴
//绘制坐标轴
pDC->MoveTo（10,nh+20）;//（10，nh+20）是直方图的左上角坐标
//垂直轴
pDC->LineTo（10,nh+200）;//（10，nh+200）是直方图的左下角坐标
//水平轴
pDC->LineTo（310,nh+200）;//（310，nh+200）是直方图的右下角坐标
//写X轴刻度值
str.Format（"0"）;
pDC->TextOut（10,nh+200+10,str）;
str.Format（"50"）;
pDC->TextOut（60,nh+200+10,str）;
str.Format（"100"）;
pDC->TextOut（110,nh+200+10,str）;
str.Format（"150"）;
pDC->TextOut（160,nh+200+10,str）;
str.Format（"200"）;
pDC->TextOut（210,nh+200+10,str）;
str.Format（"255"）;
pDC->TextOut（265,nh+200+10,str）;
//绘制X轴刻度
for（i=0;i<256;i+=25）
{
if（（i&1）==0）
{
//10的倍数
pDC->MoveTo（i+10,nh+200-2）;
pDC->LineTo（i+10,nh+200+2）;
}
else
{
//10的倍数
pDC->MoveTo（i+10,nh+200-2）;
pDC->LineTo（i+10,nh+200+2）;
}
}
//绘制X轴箭头
pDC->MoveTo（305,nh+200-5）;
pDC->LineTo（310,nh+200）;
pDC->LineTo（305,nh+200+5）;
//绘制y轴箭头
pDC->MoveTo（10,nh+20）;
pDC->LineTo（5,nh+20+5）;
pDC->MoveTo（10,nh+20）;
pDC->LineTo（15,nh+20+5）;
intmax=0;
for（i=0;i<256;i++）
if（m_hist[i]>max）
max=m_hist[i];
for（i=0;i<256;i++）
{
pDC->MoveTo（10+i,nh+200）;
pDC->LineTo（10+i,nh+200-（m_hist[i]*160/max））;
}
}
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CCqxhistViewprinting
BOOLCCqxhistView:
:
OnPreparePrinting（CPrintInfo*pInfo）
{
//defaultpreparation
returnDoPreparePrinting（pInfo）;
}
voidCCqxhistView:
:
OnBeginPrinting（CDC*/*pDC*/,CPrintInfo*/*pInfo*/）
{
//TODO:
addextrainitializationbeforeprinting
}
voidCCqxhistView:
:
OnEndPrinting（CDC*/*pDC*/,CPrintInfo*/*pInfo*/）
{
//TODO:
addcleanupafterprinting
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CCqxhistViewdiagnostics
#ifdef_DEBUG
voidCCqxhistView:
:
AssertValid（）const
{
CView:
:
AssertValid（）;
}
voidCCqxhistView:
:
Dump（CDumpContext&dc）const
{
CView:
:
Dump（dc）;
}
CCqxhistDoc*CCqxhistView:
:
GetDocument（）//non-debugversionisinline
{
ASSERT（m_pDocument->IsKindOf（RUNTIME_CLASS（CCqxhistDoc）））;
return（CCqxhistDoc*）m_pDocument;
}
#endif//_DEBUG
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CCqxhistViewmessagehandlers
voidCCqxhistView:
:
OnOpenImage（）
{
//TODO:
Addyourcommandhandlercodehere
//TODO:
Addyourcommandhandlercodehere
staticcharszFilter[]="BMP文件（*.bmp）|*.bmp||";//定义过滤文件的类型
CFileDialogdlg（TRUE,"bmp",NULL,
OFN_HIDEREADONLY|OFN_OVERWRITEPROMPT,szFilter）;//定义文件对话框对象
CStringfilename;
intret=dlg.DoModal（）;//运行打开文件对方框
if（ret==IDOK）
{
filename=dlg.GetFileName（）;//获取所选择图像的路径
m_dib.LoadFromFile（filename）;//加载图像
if（!
m_dib.m_bLoaded）//判断是否加载图像成功
{
AfxMessageBox（"图像打不开"）;
return;
}
for（inti=0;i<256;i++）//初始化直方图数组
{m_hist[i]=0;
m_yuan[i]=0;
}
m_bHist=false;
}
{
intnw=m_dib.GetDIBWidth（）;
intnh=m_dib.GetDIBHeight（）;
for（intj=0;jfor（inti=0;i{
BYTEtemp=m_dib.m_pdata[j*nw+i];
m_yuan[temp]++;
}
}
Invalidate
（1）;//刷新屏幕
}
voidCCqxhistView:
:
OnHistImage（）
{
//TODO:
Addyourcommandhandlercodehere
//功能：
实现直方图均衡化
//////////////////////////
//判断图像是否打开，没打开，则弹出提示框并退出函数
if（!
m_dib.m_bLoaded）
{
AfxMessageBox（"图像还打开，请先打开图像！
"）;
return;
}
//获取图像宽和高
intnw=m_dib.GetDIBWidth（）;
intnh=m_dib.GetDIBHeight（）;
inti,j,k;
intcount[256]={0};//定义一个数组，用于存放灰度级个数
floatp[256];//定义一个数组，用于存放灰度级出现频率
//对图像进行直方图均衡化处理
for（i=0;ifor（j=0;j{
k=m_dib.m_pdata[i*nw+j];//计算灰度级个数
count[k]++;
}
for（k=0;k<256;k++）
p[k]=count[k]/（nw*nh*1.0f）;
floatc[256]={0};
floatsum=0.0;
intngray[256];//新的灰度级
for（k=0;k<256;k++）//计算累积频率
{
sum+=p[k];
c[k]=sum;
ngray[k]=（int）（255.0*c[k]+0.5）;
}
for（i=0;ifor（j=0;j{
k=m_dib.m_pdata[i*nw+j];
m_dib.m_pdata[i*nw+j]=ngray[k];
}
{
intnw=m_dib.GetDIBWidth（）;
intnh=m_dib.GetDIBHeight（）;
for（intj=0;jfor（inti=0;i{
BYTEtemp=m_dib.m_pdata[j*nw+i];
m_hist[temp]++;
}
}
//将修改的m_pdata的数据赋值给m_pDIBData，以显示修改的结果
m_dib.UpdateData（）;
m_bHist=true;
//将修改的m_pdata的数据赋值给m_pDIBData，以显示修改的结果
m_dib.UpdateData（）;
//刷新屏幕
Invalidate（）;
}4、实验结果
C++编程结果：
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