数字图像处理,.docx

本科生实验报告 实验课程 数字图像处理实验报告 学院名称 信息科学与技术学院 专业名称 物联网工程 学生姓名 伍文罡 学生学号 201413060205 指导教师 覃章健 实验地点 6b607 实验成绩 二〇 17 年 3 月 二〇 17 年6 月 图像灰度直方图的绘制和均衡 一:实验目的 1．了解BMP图像的基本格式； 2．了解BMP图像文件的打开和存储； 3．利用VC编写BMP图像的打开和存储的程序； 4．了解对灰度图像进行直方图统计的过程； 5．在计算机上调试程序。 二:实验原理 1、灰度直方图 直方像图反映了图的像素的灰度分布是反映一幅图像中的灰度级与出现这种灰度级的像素的概率之间关系的图形。 直方图的横坐标为灰度级（用r表示），纵坐标是具有该灰度级的像素个数或出现此灰度级的概率P(rk)。 设N（=a×b）为一幅图像中像素总数，nk为第k级灰度的像素数；r k表示第k个灰度级。则： P(rk)= nk /N （归一化后k级灰度像素数） 定义：反映各灰度级出现频数的分布情况，进而反映图像对（清晰）度，但不反映各灰度级的空间位置分布。 图像的（灰度统计）直方图是一个一维的离散函数。它的定义为：设sk为图像f(x,y)的第k级灰度值，nk是f(x,y)中具有灰度值sk的象素的个数，n是图像象素总数，则：ps(sk)= nk/n k=0，1，?，L-1称为图像f(x,y)的直方图。这里ps(sk)代表原始图中第k个灰度级的出现概率。以nk为自变量，以ps(sk)为函数，得到的曲线就是图像的直方图，在实际中常常直接将对第k个灰度级的统计值nk作为图像的直方图。它提供了原图灰度值的分布情况，也可以说给出了一幅图所有灰度值的整体描述。 对灰度图像进行直方图统计的程序流程图如图2-2所示。 图2-2 灰度图像直方图统计流程 2、直方图均衡化 如上面所述，一幅给定的图像的灰度级分布在0≤ r ≤1范围内。可以对[0, 1]区间内的任一个 r 值进行如下变换 也就是说，通过上述变换，每个原始图像的像素灰度值 r 都对应产生一个 s 值。 变换函数T(r)应满足下列条件： （1）在0≤r≤1区间内，T(r)单值单调增加； （2）对于0≤r≤1，有0≤T(r)≤1。 这里的第一个条件保证了图像的灰度级从白到黑的次序不变。第二个条件则保证了映射变换后的像素灰度值在允许的范围内。 3、直方图规定化 希望能够有目的地增强某个灰度区间的图像， 即能够人为地修正直方图的形状， 使之与期望的形状相匹配，这就是 HYPERLINK /view/1203254.htm \t _blank 直方图规定化的基本思想。换句话说，希望可以人为地改变直方图形状，使之成为某个特定的形状， HYPERLINK /view/1203254.htm \t _blank 直方图规定化就是针对上述要求提出来的一种增强技术，它可以按照预先设定的某个形状来调整图像的直方图。 HYPERLINK /view/1203254.htm \t _blank 直方图规定化是在运用均衡化原理的基础上，通过建立原始图像和期望图像之间的关系，选择地控制直方图，使原始图像的直方图变成规定的形状，从而弥补了直方图均衡不具备交互作用的特性。 4、BMP图像文件格式 BMP图像文件是Microsoft Windows所规定的图像文件格式。随着Windows的风行全球，BMP图像文件也就成为PC机上流行的图像文件格式。 BMP图像文件具有下列六项特色。 （1）文件结构只能存放一幅图像。 （2）可以存储单色、16色、256色和全彩色四种图像数据。 （3）图像数据可选择压缩或不压缩处理 （4）Windows设计了两种压缩方式：RLE4和RLE8。RLE4处理16色图像数据；而RLE8则是压缩256图像数据。 （5）